EP4056516B1 - Procédé de gestion d'alimentation électrique d'une grue à partir d'une source primaire et d'une source secondaire rechargeable - Google Patents

Procédé de gestion d'alimentation électrique d'une grue à partir d'une source primaire et d'une source secondaire rechargeable Download PDF

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EP4056516B1
EP4056516B1 EP22160130.5A EP22160130A EP4056516B1 EP 4056516 B1 EP4056516 B1 EP 4056516B1 EP 22160130 A EP22160130 A EP 22160130A EP 4056516 B1 EP4056516 B1 EP 4056516B1
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EP
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power
power supply
equipment
charge level
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Bruno RONI-DAMOND
Vincent VEILLEROT
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Manitowoc Crane Group France SAS
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Manitowoc Crane Group France SAS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/024—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
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    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
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    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
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    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
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    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/865—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply

Definitions

  • the present invention relates to a power supply management method for electrically powering electrical equipment of a crane from a primary power source such as the electrical network and a rechargeable secondary power source such as a battery via a conversion circuit, as well as a crane implementing this management method.
  • the power supply provided by an electrical power source to power a crane is often limited.
  • the electrical power source may not even be present near the crane, especially when installing the crane on a construction site. This is particularly the case for GMA Self-Erecting Cranes designed for small construction or renovation sites, and for which the electrical power source available on the construction site, which may be the electrical network or a generator for example, can provide different electrical voltage values, for example a 400V three-phase voltage, a 230V single-phase voltage with an electric current of 20A or 32A.
  • the cost of providing an adequate power source is proportional to the required power supply and increases considerably if the crane requires a new power grid installation capable of providing greater power supply or if the crane requires the use of a generator.
  • a known solution to limit the cost due to the crane's power source is to reduce the minimum power requirement of the crane by reducing its performance, generally by choosing a smaller hoisting winch that requires less electrical current to operate. In this case, the drop in performance and productivity is considerable for the crane.
  • Another solution is to add an auxiliary or secondary rechargeable power source to the primary power source to increase the power supplied to the crane.
  • the document CN202004500U proposes, for example, the use of a rechargeable secondary power source for a lifting device such as a crane, in other words an autonomous battery power source with converter, and mentions an emergency power function in the event of failure of the primary power source.
  • the document CN110963412A also proposes the use of an autonomous battery source, with converter, and discusses a hybrid power supply mode in which the primary power source and the rechargeable secondary power source are both connected to the electrical equipment of a crane to supply them with electricity.
  • WO 2013/001674 A1 proposes a method of managing electrical power supply according to the preamble of claim 1.
  • the present invention aims to resolve all or part of the drawbacks mentioned above.
  • the technical problem underlying the invention consists in particular in implementing an electrical power management method for electrically supplying electrical equipment of a crane, remarkable in that said method comprises monitoring a general power requirement which corresponds to a power requirement by all of the electrical equipment, and monitoring a charge level of the rechargeable secondary power source, and in providing the crane for which this management method is implemented with a simple and economical structure.
  • the primary power source may, for example, refer to the electrical grid and/or a generator
  • the secondary rechargeable power source may, for example, refer to one or more rechargeable batteries.
  • the invention proposes to adapt the secondary power supplied by the rechargeable secondary power source according to its charge level, thus making it possible to improve, or even save, the management of the electrical energy coming from this rechargeable secondary power source.
  • kamax is between 0.8 and 1
  • kamin is between 0.5 and 0.7
  • kemax is between 0.6 and 0.8
  • kemin is between 0.2 and 0.4.
  • the low threshold is between 5 and 15% of a charge capacity of the rechargeable secondary power source and the high threshold is between 40 and 60% of a charge capacity of the rechargeable secondary power source.
  • the electrical power management method can automatically switch to a standby mode after the charge level of the rechargeable secondary power source has fallen below the low threshold, where in the standby mode only predefined safety equipment among the electrical equipment is powered to enable the crane to be made safe, and in particular a boom of the crane to be turned to wind vane.
  • the secondary power can be controlled to match the maximum secondary power in order to power the safety equipment at least for the duration of the crane safety (such as wind vane setting).
  • the management sub-modes also include an extreme sub-mode in which the secondary power corresponds to the secondary maximum power regardless of the value of the charge level of the rechargeable secondary power source.
  • a method for distributing the maximum power available to the various electrical equipment can be implemented, regardless of the management mode among the hybrid power supply mode, the autonomous power supply mode, the main power supply mode and the mixed recharge/power supply mode.
  • electrical equipment includes actuating equipment and accessory equipment.
  • the actuating equipment may include rigging equipment that assists in rigging the crane by actuating a movement of one or more parts of the crane when the crane is in a rigging configuration.
  • Actuation equipment may include work equipment that assists in moving a load when the crane is in a working configuration.
  • the assembly equipment may include at least one of the following equipment: a hydraulic folding/unfolding unit allowing folding/unfolding of a mast and a boom, a hydraulic wedging unit allowing wedging of the crane on the ground, a hydraulic orientation unit allowing orientation of a base of the crane, a hydraulic jib unit allowing actuation of an assembly jib.
  • the work equipment may include at least one of the following equipment: a motorized lifting system allowing lifting/lowering of a load, a motorized distribution system allowing distribution of a load along a boom, a motorized orientation system allowing orientation of a boom, a motorized translation system allowing translation of the crane, a motorized lifting system allowing lifting of a luffing boom.
  • a motorized lifting system allowing lifting/lowering of a load
  • a motorized distribution system allowing distribution of a load along a boom
  • a motorized orientation system allowing orientation of a boom
  • a motorized translation system allowing translation of the crane
  • a motorized lifting system allowing lifting of a luffing boom.
  • the accessory equipment may include at least one of the following system accessory equipment: a heating system for heating a crane space, a ventilation or cooling system for ventilating/cooling a crane space; and the cut-out conditions depend on at least one environmental parameter that is a physical parameter representative of the crane space.
  • the environmental parameter can be an interior temperature of the crane space.
  • the crane space corresponds to an electrical cabinet internally grouping together all or part of the components involved in the crane's electrical power supply, or to a pilot's cabin.
  • storage is implemented in a memory of a plurality of preferential distribution modes, each preferential distribution mode being associated with distribution percentages of the actuation power on the different actuation equipment in the second scheme, and the electrical power management method implements a selection of a preferential distribution mode to ensure a distribution of the actuation power in accordance with said selected preferential distribution mode when the second scheme is selected.
  • the primary power source can deliver a primary power supply voltage of single-phase or three-phase type, for example 230 or 400 volts, and the conversion circuit ensures a conversion of said primary power supply voltage into a three-phase power supply voltage.
  • the present invention also relates to a crane comprising electrical equipment electrically powered, via a conversion circuit, by a primary power source capable of providing primary power and a rechargeable secondary power source capable of providing secondary power, remarkable in that said crane comprises a unit for monitoring a general power requested which corresponds to a power requested by all the electrical equipment and a charge level of the rechargeable secondary power source, and in that it comprises a unit for control/command, connected to the monitoring unit and the conversion circuit, and configured to implement the power supply management method.
  • the electrical equipment may include safety equipment configured to enable the crane to be made safe.
  • Electrical equipment may include accessory equipment such as a heating system for heating a space of the crane, a ventilation or cooling system for ventilating/cooling a space of the crane, a lighting system, an electrical outlet.
  • accessory equipment such as a heating system for heating a space of the crane, a ventilation or cooling system for ventilating/cooling a space of the crane, a lighting system, an electrical outlet.
  • the actuating equipment includes mounting equipment that participates in mounting the crane when the crane is in a mounting configuration, and working equipment that participates in moving a load when the crane is in a working configuration.
  • the crane may further comprise a user interface connected to the control unit for selecting, in the hybrid power supply mode, in the autonomous power supply mode, in the main power supply mode and in the mixed recharge/power supply mode, a management sub-mode from among several management sub-modes according to the electrical power supply management method.
  • the conversion circuit may be an AC/AC electrical converter comprising a rectifier and an inverter.
  • the conversion circuit comprises at least one frequency variator.
  • the conversion circuit may also include an electrical component intended to increase the value of the electrical signal, such as an electrical transformer for example.
  • the monitoring unit can be a microcontroller.
  • the monitoring unit selects the power source from among the primary power source and the rechargeable secondary power source by turning an electrical switch on or off.
  • the supply voltage can have an effective value of 230V and the three-phase supply voltage an effective value of 400V for example.
  • the electrical equipment comprises actuating equipment defined according to a configuration of the crane and the accessory equipment
  • the control/command unit is configured for implementing the distribution method described above, said control/command unit being connected, on the one hand, to an interface allowing a selection between the raw mode and the optimized mode and, on the other hand, to an electrical circuit connecting the primary power source and the rechargeable secondary power source to the electrical equipment to control a distribution of the maximum power available according to the mode selected between raw mode and optimized mode.
  • the electrical equipment 9 is powered by a maximum available power PMAX which corresponds to the minimum between a maximum conversion power PCONV and a source power PS, where the maximum conversion power PCONV corresponds to a maximum power which can be delivered at the output of the conversion circuit Q.
  • the electrical power management method P implements, in the autonomous power supply mode MAUTON and in the hybrid power supply mode MHYBR, an adaptation of the secondary power PB as a function at least of the charge level NC, said secondary power PB being less than or equal to a maximum secondary power PBMAX which corresponds to a maximum power that can be delivered by the rechargeable secondary power source B.
  • a mode selection step C2 or “MODE SELECTION” step, follows, which consists of selecting between the hybrid power supply mode MHYBR and the autonomous power supply mode MAUTON.
  • This power supply selection step C1 followed by this mode selection step C2 thus leads to selecting the management mode.
  • these selection steps C1, C2 can be carried out automatically for the selection of the management mode.
  • the low threshold SB can be between 5 and 15% of a charging capacity of the rechargeable secondary power source B and a high threshold SH can be between 40 and 60% of a charging capacity of the rechargeable secondary power source B.
  • a sub-mode selection step C3 or “SUB-MODE SELECTION” step is executed, in which a selection is made between the automatic sub-mode “AUTO”, the economical sub-mode “ECO” and the extreme sub-mode “EXTR”.
  • a charge level control step C3-1 or “CHARGE LEVEL CONTROL” step, is executed, during which the charge level NC of the rechargeable secondary power source B is measured and is compared with the low threshold SB and the high threshold SH.
  • the charge level NC is lower than 5 to 15% of the charge capacity, then the rechargeable secondary power source B provides no power.
  • the method P automatically switches to a standby mode designated by “MV” at the Figure 6 .
  • step S3-2 is followed by a step F3-2, or “DISPARTITION” step POWER", which implements a method for distributing the maximum available power PMAX, where the maximum available power PMAX corresponds to the minimum between the maximum conversion power PCONV and the source power PS which is equivalent to the secondary power PB which is equal to kamin.PBMAX in this automatic sub-mode "AUTO" of the autonomous power supply mode MAUTON.
  • steps S3-2 and F3-2 are executed as long as the load level NC is between the low threshold SB and the high threshold SH and, if the load level NC falls below the low threshold SB, then step S3-1 is executed.
  • step S3-3 is followed by a step F3-3, or “POWER DISTRIBUTION” step, which implements a method for distributing the maximum available power PMAX, where the maximum available power PMAX corresponds to the minimum between the maximum conversion power PCONV and the source power PS which is equivalent to the secondary power PB which is equal to kamax.PBMAX in this automatic sub-mode “AUTO” of the MAUTON autonomous power supply mode.
  • steps S3-3 and F3-3 are executed as long as the load level NC is greater than the high threshold SH and, if the load level NC falls below the high threshold SH, then steps S3-2 and F3-2 are executed.
  • a charge level control step C3-2 or “CHARGE LEVEL CONTROL” step, is executed, during which the charge level NC of the rechargeable secondary power source B is measured and is compared with the low threshold SB and the high threshold SH.
  • the charge level NC is lower than 5 to 15% of the charge capacity, then the rechargeable secondary power source B provides no power.
  • step S3-4 the method P automatically switches to a standby mode designated by "MV" at the Figure 6 .
  • the P process power management automatically switches to the standby mode “MV” after the charge level NC of the rechargeable secondary power source B has fallen below the low threshold SB, where in this standby mode “MV” only predefined safety equipment among the electrical equipment 9 of the crane G is powered to enable the crane G to be made safe.
  • the secondary power PB can be controlled to correspond to the maximum secondary power PBMAX in order to power this safety equipment at least for the duration of the crane G to be made safe.
  • This safety equipment may include equipment which will, for example, allow the boom 7 to be raised before releasing it in orientation so that it is free to turn with the wind while offering a reduced turning radius, the boom 7 is then described as being put into a weather vane.
  • step S3-5 is followed by a step F3-5, or “POWER DISTRIBUTION” step, which implements a method for distributing the maximum available power PMAX, where the maximum available power PMAX corresponds to the minimum between the maximum conversion power PCONV and the source power which is equivalent to the secondary power PB which is equal to kemin.PBMAX in this “ECO” economic sub-mode of the MAUTON autonomous power supply mode.
  • steps S3-5 and F3-5 are executed as long as the load level NC is between the low threshold SB and the high threshold SH and, if the load level NC falls below the low threshold SB, then step S3-4 is executed.
  • step S3-6 is followed by a step F3-6, or “POWER DISTRIBUTION” step, which implements a method of distributing the maximum available power PMAX, where the maximum available power PMAX corresponds to the minimum between the maximum conversion power PCONV and the source power which is equivalent to the secondary power PB which is equal to kemax.PBMAX in this sub-mode “ECO” economic mode of the MAUTON autonomous power supply mode.
  • steps S3-6 and F3-6 are executed as long as the NC charge level is above the high threshold SH and, if the NC charge level falls below the high threshold SH, then steps S3-5 and F3-5 are executed.
  • the value of kemax is greater than that of kemin, and kamax is greater than kemax and kamin is greater than kemin.
  • a step F3-0 or “POWER DISTRIBUTION” step, is executed, which implements a method of distributing the maximum available power PMAX, where the maximum available power PMAX corresponds to the minimum between the maximum conversion power PCONV and the source power which is equivalent to the secondary power PB which is equal to PBMAX in this extreme sub-mode “EXTR” of the MAUTON autonomous power supply mode.
  • the method P automatically switches to the standby mode “MV” previously described, during which only the safety equipment of the crane G is powered to enable the crane G to be made safe.
  • a sub-mode selection step C4 is executed in which a selection is made between the automatic sub-mode “AUTO”, the economical sub-mode “ECO” and the extreme sub-mode “EXTR”.
  • a charge level control step C4-1 or “CHARGE LEVEL CONTROL” step, is executed, during which the charge level NC of the rechargeable secondary power source B is measured and is compared with the low threshold SB and the high threshold SH.
  • the charge level NC is lower than 5 to 15% of the charge capacity, then the rechargeable secondary power source B does not provide any power, and thus the source power PS is fully provided by the primary power source R.
  • steps S4-2 and F4-2 are executed as long as the load level NC is greater than the low threshold SB and, if the load level NC falls below the low threshold SB, then steps S4-1 and F4-1 are executed.
  • steps S4-3 and F4-3 are executed as long as the load level NC is greater than the high threshold SH and, if the load level NC falls below the high threshold SH, then steps S4-2 and F4-2 are executed.
  • a charge level control step C4-2 or “CHARGE LEVEL CONTROL” step, is executed, during which the charge level NC of the rechargeable secondary power source B is measured and is compared with the low threshold SB and the high threshold SH.
  • the charge level NC is lower than 5 to 15% of the charge capacity, then the rechargeable secondary power source B does not provide any power, and thus the source power PS is fully provided by the primary power source R.
  • step F4-4 or step “POWER DISTRIBUTION”
  • steps S4-5 and F4-5 are executed as long as the load level NC is greater than the low threshold SB and, if the load level NC falls below the low threshold SB, then steps S4-4 and F4-4 are executed.
  • step F4-6 or “POWER DISTRIBUTION” step, which sets the coefficient ke to the value kemax, kemax being between 0.6 and 0.8.
  • steps S4-6 and F4-6 are executed as long as the load level NC is greater than the high threshold SH and, if the load level NC falls below the high threshold SH, then steps S4-5 and F4-5 are executed.
  • the method P automatically switches to the standby mode “MV” previously described, during which only the safety equipment of the crane G is powered to enable the crane G to be made safe.
  • the second part of the following description concerns the implementation of the distribution method F to distribute the maximum available power PMAX to the various electrical equipment 9 of the crane G, regardless of the management mode among the hybrid power supply mode MHYBR, the autonomous power supply mode MAUTON, the main power supply mode MPRINC and the mixed recharge/power supply mode MMIXT.
  • the purpose of this distribution method F is to optimize the distribution of the maximum available power PMAX, in particular when this maximum available power PMAX is insufficient to supply at full capacity all of the electrical equipment 9 of the crane G
  • the actuating equipment 91, 92 may comprise mounting equipment 91 which participates in the mounting of the crane G when the crane G is in a mounting configuration designated by “MOUNTING” on the Figure 7 , and the actuating equipment 91, 92 comprises working equipment 92 which participates in the movement of a load when the crane G is in a working configuration designated by “WORK” on the Figure 7 . It is conceivable that the crane G does not include assembly equipment 91, as for example in the case of a crane with element assembly.
  • the assembly equipment 91 may comprise at least one of the following equipment: a hydraulic folding/unfolding unit allowing folding/unfolding of a mast and a boom, a hydraulic wedging unit allowing wedging of the crane on the ground, a hydraulic orientation unit allowing orientation of a base of the crane, a hydraulic jib unit allowing actuation of an assembly jib.
  • a hydraulic folding/unfolding unit allowing folding/unfolding of a mast and a boom
  • a hydraulic wedging unit allowing wedging of the crane on the ground
  • a hydraulic orientation unit allowing orientation of a base of the crane
  • a hydraulic jib unit allowing actuation of an assembly jib.
  • the work equipment 92 may comprise at least one of the following equipment: a motorized lifting system 920 allowing lifting/lowering of a load, a motorized distribution system 921 allowing distribution of a load along a boom 7, a motorized orientation system 922 allowing orientation of a boom 7, a motorized translation system allowing translation of the crane, a motorized lifting system allowing lifting of a luffing boom (or tilting boom).
  • a motorized lifting system 920 allowing lifting/lowering of a load
  • a motorized distribution system 921 allowing distribution of a load along a boom 7, a motorized orientation system 922 allowing orientation of a boom 7, a motorized translation system allowing translation of the crane, a motorized lifting system allowing lifting of a luffing boom (or tilting boom).
  • a motorized lifting system 920 allowing lifting/lowering of a load
  • a motorized distribution system 921 allowing distribution of a load along a boom 7
  • a motorized orientation system 922 allowing orientation of
  • the accessory equipment 93, 94 is equipment which does not participate in the operations of mounting and moving a load or a structural element of the crane G, and this accessory equipment 93, 94 may comprise one or more system accessory equipment 93 and/or one or more user accessory equipment 94.
  • the space 72 of the crane G may correspond to an electrical cabinet internally grouping together all or part of the components involved in the electrical power supply of the crane G.
  • the heating of the pilot cabin 71, and the ventilation or cooling of this electrical cabinet 72 will depend on cut-off conditions which are a function of the internal temperature respectively in this pilot cabin 71 and in this electrical cabinet 72.
  • a configuration selection step T3 or “CONFIGURATION SELECTION” step is executed, in which a choice of crane configuration is made between the assembly configuration and the working configuration.
  • a configuration selection step T2 or “CONFIGURATION SELECTION” step is executed, in which a choice of crane configuration is made between the assembly configuration and the working configuration.
  • step E3-2 is followed by a step E3-3, or “PACT DISTRIBUTION” step, during which the PACT actuation power is distributed over the assembly equipment(s) 91, so that each assembly equipment receives an electrical power which is less than or equal to this PACT actuation power. If only one assembly equipment is involved (for example the hydraulic folding/unfolding unit) then all the PACT actuation power is allocated to this single assembly equipment.
  • step E3-2 is followed by a step E3-4, or “PACT DISTRIBUTION” step, during which the actuation power PACT is distributed over the different work equipment 92, so that each work equipment receives an electrical power which is less than or equal to this actuation power PACT which amounts to, in the embodiment previously described, PLEV ⁇ PACT, PDIST ⁇ PACT and PORIEN ⁇ PACT.
  • cut accessory equipment is accessory equipment for which a "non-essential" classification has been selected
  • uncut accessory equipment is accessory equipment for which an "essential” classification has been selected.
  • a step of verifying the cut-off conditions T4, or “CUT-OFF VERIFICATION” step is executed, in which the cut-off conditions of the different accessory equipment 93, 94 are checked, which leads to two situations.
  • step E4-2 is followed by a step E4-4, or “PACT DISTRIBUTION” step, during which the actuation power PACT is distributed to the mounting equipment(s) 91, so that each mounting equipment receives an electrical power which is less than or equal to this maximum available power PMAX. If only one mounting equipment is involved, then all the maximum available power PMAX is allocated to this single mounting equipment.
  • a step of verifying the cut-off conditions T5, or “CUT-OFF VERIFICATION” step is executed, in which the cut-off conditions of the different accessory equipment 93, 94 are checked, which leads to two situations.
  • Step E5-1 is followed by a schema selection step T6, or “SCHEMA SELECTION” step, and similarly step E5-1 is followed by a schema selection step T7, or “SCHEMA SELECTION” step.
  • Each preferential distribution mode is thus associated with different distribution dates or percentages q1, q2 and q3. These distribution modes are implemented if the actuation power PACT is less than the sum of the powers requested by the work equipment 92. Indeed, if the actuation power PACT is greater than or equal to the sum of the powers requested by the work equipment 92, then all the work equipment 92 can be supplied at their full power.
  • the distribution method F can implement a step of selecting a distribution mode MREP, or step “SELECTION OF DISTRIBUTION MODE”, so that step E6-2 or step E7-2 executes a distribution of the actuating power PACT on the different work equipment 92 in accordance with the selected preferential distribution mode.
  • the remainder of the description concerns the crane G which includes the electrical equipment 9 supplied electrically, via the conversion circuit Q presented in figure 8 , by the primary power source R capable of supplying the primary power PR and the rechargeable secondary power source B capable of supplying the secondary power PB.
  • an electrical recharging interface 22 between the primary power source R and the rechargeable secondary power source B intended to adapt the voltage supplied by the primary power source R to a recharging voltage of the rechargeable secondary power source B.
  • the electrical recharging interface 22 makes it possible to recharge the rechargeable secondary power source B when the power source primary R is connected and the electrical power consumption of crane G is less than the primary power PR supplied by the primary power source R.
  • the CC control/command unit is also configured for the implementation of the F distribution method of the Figure 7 to distribute the maximum available power PMAX to the electrical equipment 9 of crane G.
  • this control/command unit CC is connected, on the one hand, to a user interface INT allowing a selection between the raw mode MBRUT and the optimized mode MOPT and, on the other hand, to an electrical circuit connecting the at least one power source to the electrical equipment 9 to control a distribution of the maximum available power PMAX according to the mode selected from the raw mode MBRUT and the optimized mode MOPT.
  • the primary power source R delivers a primary power supply voltage of single-phase or three-phase type, for example 230 or 400 volts
  • the conversion circuit Q ensures a conversion of said primary power supply voltage into a three-phase power supply voltage.
  • the three-phase power supply voltage can be obtained by assembling three single-phase converters coupled or synchronized together to generate a three-phase power supply voltage.
  • the monitoring unit M can be a microcontroller and the conversion circuit Q can be an AC/AC electrical converter comprising a rectifier RECT and an inverter OND as shown in the figure 8 , the rectifier RECT used to convert an alternating voltage from the primary power source R into a direct voltage that can be injected into the input of a step-up electrical component TRANS intended to increase the value of the electrical signal such as an electrical transformer for example, and the inverter OND used to convert the direct voltage at the output of the step-up component TRANS or of the rechargeable secondary power source B into an alternating voltage intended to supply an electrical interface circuit 20 preceding the user interface INT.
  • the rectifier RECT used to convert an alternating voltage from the primary power source R into a direct voltage that can be injected into the input of a step-up electrical component TRANS intended to increase the value of the electrical signal such as an electrical transformer for example
  • the inverter OND used to convert the direct voltage at the output of the step-up component TRANS or of the rechargeable secondary power source B into an alternating voltage intended
  • the monitoring unit M selects the power source from among the primary power source R and the rechargeable secondary power source B by switching on or off electrical switches 10, 11, 12.
  • the electrical switches 10, 11, 12 shown in the figure 8 can designate electromechanical relays for example.
  • switch 10 If switch 10 is closed, then the power transfer from the primary power source R to the electrical equipment 9 of crane G is activated. If switch 11 is closed, then the power transfer from the primary power source R to the rechargeable secondary power source B is activated, in other words the rechargeable secondary power source B is recharged. If switch 12 is closed, then the power transfer from the rechargeable secondary power source B to the electrical equipment 9 of the crane G.
  • the Q conversion circuit may also include at least one frequency variator not shown in the figure 8 as well as a current measuring component connected to the output of the secondary rechargeable power source such as an electrical shunt not shown in the figure 8 .
  • the control-command unit CC can be connected to the monitoring unit M by a communication bus 15 so that the control-command unit CC can permanently receive information on electrical quantities from the monitoring unit M such as an input voltage of the rectifier RECT or even an output voltage of the inverter OND, so that the control-command unit CC can adjust parameters of the conversion circuit Q such as the switching on or off of the electrical switches 10, 11, 12 for example.
  • the control-command unit CC can also receive from the monitoring unit M the power supply mode implemented by the power supply management method P or a value of the primary supply voltage.
  • the control unit CC can transfer to the monitoring unit M the primary power PR entered by a user in the user interface INT and which can be used by the monitoring unit M for the calculation of the maximum available power PMAX.
  • control-command unit CC is capable of finding the power supply mode implemented by the method P for managing electrical power supply on the basis of the state of the electrical switches 10, 11, 12 or else on the basis of a value of the primary voltage sent by the monitoring unit M via the communication bus 15.
  • control-command unit CC first calculates the maximum available power PMAX as a function of the power source(s) supplying the electrical power, as well as the power supply mode implemented, then the control-command unit CC manages the distribution of the maximum available power PMAX on the different electrical equipment 9 of the crane G.
  • a user of crane G for example a pilot of crane G, provides the primary power PR, the management sub-mode and one or more preferential distribution modes.
  • control-command unit CC indicates to the user of the crane G via the user interface INT the charge level NC of the rechargeable secondary power source B, the power supply mode implemented and standby information if the system switches to standby mode.
  • the charge level NC of the rechargeable secondary power source B is estimated by the control unit CC from, for example, a charge and discharge current of the rechargeable secondary power source B, thus, the control unit CC can, for example, know the capacity of the battery in Ah or Wh. A calibration can be carried out when the rechargeable secondary power source B is fully charged.

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Description

    [Domaine Technique de l'invention]
  • La présente invention concerne un procédé de gestion d'alimentation électrique pour alimenter électriquement des équipements électriques d'une grue à partir d'une source d'alimentation primaire comme le réseau électrique et d'une source d'alimentation secondaire rechargeable comme une batterie via un circuit de conversion, ainsi qu'une grue mettant en œuvre ce procédé de gestion.
    • [Technique antérieure]
  • La puissance d'alimentation fournie par une source d'énergie électrique pour alimenter une grue est souvent limitée. La source d'énergie électrique peut même ne pas être présente à proximité de la grue, en particulier lors de l'installation de la grue sur un chantier. C'est le cas notamment pour les Grues à Montage Automatisé GMA conçues pour des petits chantiers de construction ou de rénovation, et pour lesquelles la source d'énergie électrique disponible sur le chantier, qui peut désigner le réseau électrique ou bien un groupe électrogène par exemple, peut fournir différentes valeurs de tensions électriques par exemple une tension 400V triphasé, une tension 230V monophasé avec un courant électrique de 20A ou 32A.
  • Ainsi, pour pouvoir alimenter la grue, un utilisateur de la grue est contraint de dimensionner la source d'énergie électrique en tenant compte du besoin d'énergie électrique minimal de la grue.
  • Le coût pour fournir une source d'alimentation électrique adéquate est proportionnel à la puissance d'alimentation demandée et augmente considérablement si la grue nécessite une nouvelle installation de réseau électrique apte à fournir une plus grande puissance d'alimentation ou bien si la grue nécessite une utilisation d'un groupe électrogène.
  • Une solution connue pour limiter le coût dû à la source l'alimentation d'une grue est de diminuer le besoin minimal en puissance d'alimentation électrique de la grue en réduisant sa performance, en général en choisissant un treuil de levage plus petit requérant pour fonctionner un courant électrique moindre. Dans ce cas, la baisse de performance et de productivité est considérable pour la grue.
  • Une autre solution consiste à rajouter à la source d'alimentation primaire une source d'alimentation auxiliaire ou secondaire rechargeable pour augmenter la puissance d'alimentation fournie à la grue.
  • Ainsi, il est connu de mettre en œuvre un procédé de gestion d'alimentation électrique pour alimenter électriquement des équipements électriques d'une grue à partir d'une source d'alimentation primaire apte à fournir une puissance primaire et d'une source d'alimentation secondaire rechargeable apte à fournir une puissance secondaire via un circuit de conversion.
  • Le document CN202004500U propose par exemple l'emploi pour un dispositif de levage comme une grue d'une source d'alimentation secondaire rechargeable, autrement dit d'une source d'alimentation autonome sur batteries, avec convertisseur, et évoque une fonction d'alimentation de secours en cas de défaillance de la source d'alimentation primaire.
  • Le document CN110963412A propose aussi l'emploi d'une source autonome sur batteries, avec convertisseur, et évoque un mode d'alimentation hybride dans lequel la source d'alimentation primaire et la source d'alimentation secondaire rechargeable sont toutes deux connectées aux équipements électriques d'une grue pour les alimenter électriquement.
  • Le document WO 2013/001674 A1 propose un procédé de gestion d'alimentation électrique selon le préambule de la revendication 1.
  • Ces dispositions donnent satisfaction en ce qu'il devient possible de fournir un complément de puissance d'alimentation ou d'assurer un relais de puissance d'alimentation lors d'une coupure ou d'une défaillance de la source d'alimentation primaire.
  • Toutefois les procédés de gestion d'alimentation électrique existants ne permettent pas un pilotage automatique d'une distribution de puissance en provenance de la source d'alimentation primaire lorsque la demande de puissance d'alimentation des équipements électriques de la grue dépasse un seuil de puissance maximal disponible par la source d'alimentation primaire.
    • [Description Générale]
  • La présente invention a pour but de résoudre tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus.
  • Le problème technique à la base de l'invention consiste notamment à mettre en oeuvre un procédé de gestion d'alimentation électrique pour alimenter électriquement des équipements électriques d'une grue remarquable en ce que ledit procédé comprend une surveillance d'une puissance générale demandée qui correspond à une puissance demandée par l'ensemble des équipements électriques, et une surveillance d'un niveau de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable, et à fournir la grue pour laquelle est mise en œuvre ce procédé de gestion qui soit de structure simple et économique.
  • A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de gestion d'alimentation électrique pour alimenter électriquement des équipements électriques d'une grue, via un circuit de conversion, à partir d'une source d'alimentation primaire apte à fournir une puissance primaire et d'une source d'alimentation secondaire rechargeable apte à fournir une puissance secondaire selon le type précité, remarquable en ce que comprend une surveillance d'une puissance générale demandée qui correspond à une puissance demandée par l'ensemble des équipements électriques, et une surveillance d'un niveau de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable, et dans lequel le procédé de gestion d'alimentation électrique met en oeuvre, en fonction de ladite puissance générale demandée et dudit niveau de charge, au moins les modes de gestion suivants :
    • un mode de recharge dans lequel la puissance générale demandée est nulle et la source d'alimentation primaire est disponible et connectée à la source d'alimentation secondaire rechargeable pour la recharger selon son niveau de charge ;
    • un mode mixte recharge/alimentation dans lequel la puissance générale demandée est non nulle, et la source d'alimentation primaire est disponible et connectée, d'une part, aux équipements électriques pour les alimenter électriquement et, d'autre part, à la source d'alimentation secondaire rechargeable pour la recharger selon le niveau de charge ;
    • un mode d'alimentation principale dans lequel la puissance générale demandée est non nulle, et seule la source d'alimentation primaire est connectée aux équipements électriques pour les alimenter électriquement ;
    • un mode d'alimentation hybride dans lequel la puissance générale demandée est non nulle, et la source d'alimentation primaire et la source d'alimentation secondaire rechargeable sont toutes deux connectées aux équipements électriques pour les alimenter électriquement ; et
    • un mode d'alimentation autonome dans lequel la puissance générale demandée est non nulle, et seule la source d'alimentation secondaire est connectée aux équipements électriques pour les alimenter électriquement selon le niveau de charge.
  • La source d'alimentation primaire peut par exemple désigner le réseau électrique et/ou un groupe électrogène, et la source d'alimentation secondaire rechargeable peut par exemple désigner une ou plusieurs batteries rechargeables.
  • Par ailleurs, dans le procédé de gestion d'alimentation électrique décrit selon l'invention, les équipements électriques sont alimentées par une puissance maximale disponible qui correspond au minimum entre une puissance de conversion maximale et une puissance source, où la puissance de conversion maximale correspond à une puissance maximale pouvant être délivrée en sortie du circuit de conversion et où la puissance source correspond à :
    • la somme de la puissance secondaire et de la puissance primaire dans le mode d'alimentation hybride,
    • la puissance secondaire dans le mode d'alimentation autonome ;
    • la puissance primaire dans le mode d'alimentation principale ; et
    • la puissance primaire moins une puissance de recharge servant à recharger la source d'alimentation secondaire rechargeable dans le mode mixte recharge/alimentation ;
    et où le procédé de gestion d'alimentation électrique met en œuvre, dans le mode d'alimentation autonome et dans le mode d'alimentation hybride, une adaptation de la puissance secondaire en fonction au moins du niveau de charge, ladite puissance secondaire étant inférieure ou égale à une puissance maximale secondaire qui correspond à une puissance maximale pouvant être délivrée par la source d'alimentation secondaire rechargeable.
  • Ainsi, l'invention propose d'adapter la puissance secondaire fournie par la source d'alimentation secondaire rechargeable en fonction de son niveau de charge, permettant ainsi d'améliorer, voire économiser, la gestion de l'énergie électrique en provenance de cette source d'alimentation secondaire rechargeable.
  • Le procédé de gestion d'alimentation électrique met en oeuvre une sélection, dans le mode d'alimentation hybride et dans le mode d'alimentation autonome, d'un sous-mode de gestion parmi plusieurs sous-modes de gestion comprenant au moins :
    • un sous-mode automatique dans lequel la puissance secondaire est contrôlée pour correspondre à ka fois la puissance maximale secondaire, où ka est un coefficient qui est inférieur ou égal à 1 et qui diminue avec le niveau de charge jusqu'à ce que le niveau de charge passe en-dessous d'un seuil bas ;
    • un sous-mode économique dans lequel la puissance secondaire est contrôlée pour correspondre à ke fois la puissance maximale secondaire, où ke est un coefficient inférieur à ka et qui diminue avec le niveau de charge jusqu'à ce que le niveau de charge passe en-dessous d'un seuil bas.
  • Dans le procédé de gestion d'alimentation électrique décrit et selon un mode de mise en oeuvre :
    • dans le sous-mode automatique, le coefficient ka est égal à kamax tant que le niveau de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable est au-dessus d'un seuil haut, puis le coefficient ka est égal à kamin lorsque le niveau de charge est compris entre le seuil bas et le seuil haut, et enfin le coefficient ka est nul lorsque le niveau de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable est en-dessous du seuil bas, où kamax est supérieur kamin ; et
    • dans le sous-mode économique, le coefficient ke est égal à kemax tant que le niveau de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable est au-dessus du seuil haut, puis le coefficient ke est égal à kemin lorsque le niveau de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable est compris entre le seuil bas et le seuil haut, et enfin le coefficient ke est nul lorsque le niveau de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable est en-dessous du seuil bas, où kemax est supérieur kemin, kamax est supérieur à kemax et kamin est supérieur kemin.
  • Selon une possibilité, kamax est compris entre 0,8 et 1, kamin est compris entre 0,5 et 0,7, kemax est compris entre 0,6 et 0,8 et kemin est compris entre 0,2 et 0,4.
  • Le seuil bas est compris entre 5 et 15 % d'une capacité de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable et le seuil haut est compris entre 40 et 60 % d'une capacité de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable.
  • Dans le mode d'alimentation autonome et que ce soit dans le sous-mode automatique ou dans le sous-mode économique, le procédé de gestion d'alimentation électrique peut passer automatiquement dans un mode de veille après que le niveau de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable soit passé en-dessous du seuil bas, où dans le mode de veille sont alimentés uniquement des équipements de sécurité prédéfinis parmi les équipements électriques pour permettre une mise en sécurité de la grue, et en particulier une mise en girouette d'une flèche de la grue.
  • Dans le mode de veille, la puissance secondaire peut être contrôlée pour correspondre à la puissance maximale secondaire afin d'alimenter les équipements de sécurité au moins le temps de la mise en sécurité de la grue (comme par exemple de la mise en girouette).
  • Selon une possibilité, les sous-modes de gestion comprennent également un sous-mode extrême dans lequel la puissance secondaire correspond à la puissance maximale secondaire quel que soit la valeur du niveau de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable.
  • Dans le sous-mode extrême, lorsque le niveau de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable est passé en-dessous du seuil bas alors peuvent être alimentés uniquement les équipements de sécurité pour permettre une mise en sécurité de la grue.
  • Un procédé de répartition de la puissance maximale disponible sur les différents équipements électriques peut être mis en œuvre, quel que soit le mode de gestion parmi le mode d'alimentation hybride, le mode d'alimentation autonome, le mode d'alimentation principale et le mode mixte recharge/alimentation.
  • Selon une possibilité, le procédé de répartition de la puissance maximale comprend une étape de sélection entre :
    • un mode brut dans lequel la puissance maximale disponible est répartie sur des équipements d'actionnement prédéfinis et sur des équipements accessoires prédéfinis parmi les équipements électriques, les équipements d'actionnement sont définis en fonction d'une configuration de la grue ; et
    • un mode optimisé dans lequel la puissance maximale disponible est répartie sur les équipements d'actionnement prédéfinis, et aussi sur les équipements accessoires mais en fonction de conditions de coupure associées aux équipements accessoires, de sorte que selon leurs conditions de coupure respectives les équipements accessoires sont alimentés ou non.
  • Ainsi, ce procédé de répartition propose de faire une distinction entre :
    • les équipements d'actionnement qui sont les équipements propres à actionner un déplacement de la grue ou d'un élément de la grue, et en particulier pour le montage/démontage de la grue et pour le déplacement d'une charge ; et
    • les équipements accessoires qui sont les équipements qui ne sont pas des équipements d'actionnement, autrement dit des équipements qui ne participent pas au déplacement de la grue ou d'un élément de la grue.
  • Il est bien évident que les équipements électriques comprennent les équipements d'actionnement et les équipements accessoires.
  • Ce procédé de répartition propose ensuite de sélectionner entre :
    • le mode brut dans lequel la puissance maximale disponible est répartie sur les équipements d'actionnement et sur les équipements accessoires, sans distinction entre les équipements d'actionnement et les équipements accessoires, du moment que l'équipement électrique est en demande de puissance électrique ; et
    • le mode optimisé dans lequel la puissance maximale disponible est répartie sur les équipements d'actionnement, et aussi sur les équipements accessoires mais seulement en fonction de conditions de coupure.
  • Si, pour un équipement accessoire, sa condition de coupure est remplie pour qu'il y ait une coupure de l'équipement accessoire, alors dans le mode optimisé cet équipement accessoire ne sera pas alimentée électriquement. Par contre, si pour un équipement accessoire, sa condition de coupure n'est pas remplie pour qu'il y ait une coupure de l'équipement accessoire, alors dans le mode optimisé cet équipement accessoire sera alimentée électriquement. Dans le mode optimisé, il n'y a par contre pas de condition de coupure pour les équipements d'actionnement, qui sont donc prioritaires.
  • Les équipements d'actionnement peuvent comprendre des équipements de montage qui participent au montage de la grue en actionnant un déplacement d'une ou plusieurs parties de la grue lorsque la grue est dans une configuration de montage.
  • Les équipements d'actionnement peuvent comprendre des équipements de travail qui participent au déplacement d'une charge lorsque la grue est dans une configuration de travail.
  • Les équipements de montage peuvent comprendre l'un au moins des équipements suivants : une centrale hydraulique de pliage/dépliage permettant un pliage/dépliage d'un mât et d'une flèche, une centrale hydraulique de calage permettant un calage de la grue au sol, une centrale hydraulique d'orientation permettant une orientation d'une base de la grue, une centrale hydraulique de potence permettant un actionnement d'une potence de montage.
  • Les équipements de travail peuvent comprendre l'un au moins des équipements suivants : un système motorisé de levage permettant un levage/abaissement d'une charge, un système motorisé de distribution permettant une distribution d'une charge le long d'une flèche, un système motorisé d'orientation permettant une orientation d'une flèche, un système motorisé de translation permettant une translation de la grue, un système motorisé de relevage permettant un relevage d'une flèche relevable.
  • Les équipements accessoires peuvent comprendre l'un au moins des équipements accessoires de système suivants : un système de chauffage pour chauffer un espace de la grue, un système de ventilation ou de refroidissement pour ventiler/refroidir un espace de la grue ; et les conditions de coupure dépendent d'au moins un paramètre environnemental qui est un paramètre physique représentatif de l'espace de la grue.
  • Ainsi, parmi les équipements accessoires, on trouve les équipements accessoires de système associés à des espaces de la grue et qui, dans le mode optimisé, seront coupés ou pas en fonction au moins du paramètre environnemental associé à l'espace correspondant.
  • Le paramètre environnemental peut être une température intérieure de l'espace de la grue.
  • Selon une possibilité, l'espace de la grue correspond à une armoire électrique regroupant intérieurement tout ou partie des organes participant à l'alimentation électrique de la grue, ou à une cabine de pilotage.
  • Les équipements accessoires peuvent comprendre l'un au moins des équipements accessoires d'utilisateur suivants : un système d'éclairage, une prise électrique ; et les conditions de coupure dépendent d'une sélection d'une classification opérée par un utilisateur pour le ou chacun des équipements accessoires d'utilisateur, parmi les classifications suivantes :
    • une classification « non essentielle » qui correspond à une autorisation de ne pas alimenter l'équipement accessoire utilisateur correspondant en mode optimisé au profit des équipements d'actionnement ; et
    • une classification « essentielle » qui correspond à une interdiction de ne pas alimenter l'équipement accessoire utilisateur correspondant en mode optimisé.
  • Ainsi, parmi les équipements accessoires, on trouve les équipements accessoires d'utilisateur, qui sont eux-mêmes diviser en deux classes, une classe « non essentielle » et une classe « essentielle ».
  • Dans le mode optimisé, les équipements d'actionnement peuvent être alimentées par une puissance d'actionnement qui est équivalente à la puissance maximale disponible ou à la puissance maximale disponible diminuée d'une puissance accessoire nécessaire pour alimenter les équipements accessoires selon les conditions de coupure, et cette puissance d'actionnement est répartie sur les équipements d'actionnement selon un schéma de répartition sélectionné parmi les deux schémas de répartition suivants :
    • un premier schéma dans lequel les équipements d'actionnement sont activés et donc alimentés de manière séquentielle, de sorte que chaque équipement d'actionnement est alimenté, lorsque activé, par la puissance d'actionnement ; et
    • un second schéma dans lequel les équipements d'actionnement sont activés et donc alimentés en simultané, de sorte que tous les équipements d'actionnement sont alimentés ensemble par la puissance d'actionnement.
  • Selon une possibilité, un stockage est mis en œuvre dans une mémoire d'une pluralité de modes de répartition préférentielle, chaque mode de répartition préférentielle étant associé à des pourcentages de répartition de la puissance d'actionnement sur les différents équipements d'actionnement dans le second schéma, et le procédé de gestion d'alimentation électrique met en œuvre une sélection d'un mode de répartition préférentielle pour assurer une répartition de la puissance d'actionnement conformément audit mode de répartition préférentielle sélectionné lorsque le second schéma est sélectionné.
  • Lorsque la puissance générale demandée est non nulle, les modes de gestion suivants peuvent être automatiquement mis en œuvre :
    • le mode d'alimentation autonome est automatiquement mis en œuvre si la source d'alimentation primaire n'est pas disponible ;
    • le mode d'alimentation principale ou le mode mixte recharge/alimentation est automatiquement mis en œuvre en fonction du niveau de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable, si la source d'alimentation est disponible et si la puissance générale demandée est inférieure à la puissance primaire ;
    • le mode d'alimentation hybride est automatiquement mis en œuvre si la source d'alimentation est disponible et si la puissance générale demandée est supérieure à la puissance primaire.
  • La source d'alimentation primaire peut délivrer une tension d'alimentation primaire de type monophasée ou triphasée, par exemple en 230 ou 400 volts, et le circuit de conversion assure une conversion de ladite tension d'alimentation primaire en une tension d'alimentation triphasée.
  • La présente invention a également pour objet une grue comprenant des équipements électriques alimentés électriquement, via un circuit de conversion, par une source d'alimentation primaire apte à fournir une puissance primaire et une source d'alimentation secondaire rechargeable apte à fournir une puissance secondaire remarquable en ce que ladite grue comprend une unité de surveillance d'une puissance générale demandée qui correspond à une puissance demandée par l'ensemble des équipements électriques et d'un niveau de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable, et en ce qu'elle comprend une unité de contrôle/commande, raccordée à l'unité de surveillance et au circuit de conversion, et configurée pour mettre en œuvre le procédé de gestion d'alimentation électrique.
  • Dans la grue, les équipements électriques peuvent comprendre des équipements de sécurité configurés pour permettre une mise en sécurité de la grue.
  • Les équipements électriques peuvent comprendre des équipements accessoires comme par exemple un système de chauffage pour chauffer un espace de la grue, un système de ventilation ou de refroidissement pour ventiler/refroidir un espace de la grue, un système d'éclairage, une prise électrique.
  • Selon une possibilité, les équipements d'actionnement comprennent des équipements de montage qui participent au montage de la grue lorsque la grue est dans une configuration de montage, et des équipements de travail qui participent au déplacement d'une charge lorsque la grue est dans une configuration de travail.
  • La grue peut en outre comprendre une interface utilisateur reliée à l'unité de contrôle - commande pour sélectionner, dans le mode d'alimentation hybride, dans le mode d'alimentation autonome, dans le mode d'alimentation principale et dans le mode mixte recharge/alimentation, un sous-mode de gestion parmi plusieurs sous-modes de gestion selon le procédé de gestion d'alimentation électrique.
  • Le circuit de conversion peut être un convertisseur électrique AC/AC comprenant un redresseur et un onduleur.
  • Selon un mode de réalisation, le circuit de conversion comprend au moins un variateur de fréquence.
  • Le circuit de conversion peut également comprendre un composant électrique destiné à élever la valeur du signal électrique comme un transformateur électrique par exemple.
  • L'unité de surveillance peut être un microcontrôleur.
  • Selon un mode de réalisation, l'unité de surveillance sélectionne la source d'alimentation parmi la source d'alimentation primaire et la source d'alimentation secondaire rechargeable grâce à une mise en marche ou une mise à l'arrêt d'interrupteur électrique.
  • La tension d'alimentation peut avoir une valeur efficace de 230V et la tension d'alimentation triphasée une valeur efficace de 400V par exemple.
  • Dans une réalisation particulière de la grue, les équipements électriques comprennent des équipements d'actionnement définis en fonction d'une configuration de la grue et des équipements accessoires, et l'unité de contrôle/commande est configurée pour la mise en oeuvre du procédé de répartition décrit ci-dessus, ladite unité de contrôle/commande étant raccordée, d'une part, à une interface permettant une sélection entre le mode brut et le mode optimisé et, d'autre part, à un circuit électrique raccordant la source d'alimentation primaire et la source d'alimentation secondaire rechargeable aux équipements électriques pour contrôler une répartition de la puissance maximale disponible selon le mode sélectionné parmi le mode brut et le mode optimisé.
    • [Présentation des Figures]
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui est exposée ci-dessous en regard des dessins annexés dans lesquels :
    • [Fig.1] est une représentation schématique d'un mode de gestion d'alimentation électrique pour alimenter électriquement des équipements électriques d'une grue dit mode d'alimentation principale.
    • [Fig.2] est une représentation schématique d'un deuxième mode de gestion d'alimentation électrique pour alimenter électriquement les équipements électriques de la grue dit mode hybride.
    • [Fig.3] est une représentation schématique d'un troisième mode de gestion d'alimentation électrique pour alimenter électriquement les équipements électriques de la grue dit mode autonome.
    • [Fig.4] est une représentation schématique d'un quatrième mode de gestion d'alimentation électrique pour alimenter électriquement les équipements électriques de la grue dit mode mixte recharge/alimentation.
    • [Fig.5] est une représentation schématique d'un cinquième mode de gestion d'alimentation électrique pour alimenter électriquement les équipements électriques de la grue dit mode de recharge.
    • [Fig.6] est un organigramme montrant les différentes étapes à exécuter lors de la mise en oeuvre d'un procédé de gestion d'alimentation électrique pour alimenter électriquement les équipements électriques de la grue.
    • [Fig.7] est un organigramme montrant les différentes étapes à exécuter lors de la mise en oeuvre d'un procédé de répartition d'une puissance électrique pour alimenter électriquement les équipements électriques de la grue.
    • [Fig.8] est un schéma blocs représentant un circuit de conversion reliant une source d'alimentation primaire et une source d'alimentation secondaire rechargeable aux équipements électrique de la grue.
    [Description détaillée d'un exemple de réalisation de l'invention]
  • Dans la description détaillée qui va suivre des figures définies ci-dessus, les mêmes éléments ou les éléments remplissant des fonctions identiques pourront conserver les mêmes références de manière à simplifier la compréhension de l'invention.
  • La première partie de la description qui suit porte sur la mise en œuvre d'un procédé P de gestion d'alimentation électrique pour alimenter électriquement des équipements électriques 9 d'une grue G, via un circuit de conversion Q, à partir de deux sources d'alimentation :
    • une source d'alimentation primaire R comme un réseau électrique et/ou un groupe électrogène par exemple apte à fournir une puissance primaire PR, et
    • une source d'alimentation secondaire rechargeable B comme une ou plusieurs batteries rechargeables par exemple apte à fournir une puissance secondaire PB.
  • La mise en œuvre des étapes de ce procédé P de gestion d'alimentation électrique est présentée à la figure 6 et ses modes de gestion sont représentés sur les figures 1 à 5.
  • Ce procédé P de gestion d'alimentation électrique met en œuvre deux étapes de surveillance qui sont :
    • une surveillance d'une puissance générale demandée PGEN qui correspond à une puissance demandée par l'ensemble des équipements électriques 9 de la grue G, et
    • une surveillance d'un niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B.
  • De plus, ce procédé P de gestion d'alimentation électrique met en œuvre, en fonction de la puissance générale demandée PGEN et du niveau de charge NC, au moins les modes de gestion suivants :
    • un mode de recharge MCHARG présenté à la figure 5 dans lequel la puissance générale demandée PGEN est nulle et la source d'alimentation primaire R est disponible et connectée à la source d'alimentation secondaire rechargeable B pour la recharger selon son niveau de charge NC ;
    • un mode mixte recharge/alimentation MMIXT présenté à la figure 4 dans lequel la puissance générale demandée PGEN est non nulle, et la source d'alimentation primaire R est disponible et connectée, d'une part, aux équipements électriques 9 de la grue G pour les alimenter électriquement et, d'autre part, à la source d'alimentation secondaire rechargeable B pour la recharger selon le niveau de charge NC ;
    • un mode d'alimentation principale MPRINC présenté à la figure 1 dans lequel la puissance générale demandée PGEN est non nulle, et seule la source d'alimentation primaire R est connectée aux équipements électriques 9 de la grue G pour les alimenter électriquement ;
    • un mode d'alimentation hybride MHYBR présenté à la figure 2 dans lequel la puissance générale demandée PGEN est non nulle, et la source d'alimentation primaire R et la source d'alimentation secondaire rechargeable B sont toutes deux connectées aux équipements électriques 9 de la grue G pour les alimenter électriquement ; et
    • un mode d'alimentation autonome MAUTON présenté à la figure 3 dans lequel la puissance générale demandée PGEN est non nulle, et seule la source d'alimentation secondaire rechargeable B est connectée aux équipements électriques 9 de la grue G pour les alimenter électriquement selon le niveau de charge NC.
  • Dans le procédé P de gestion d'alimentation électrique, les équipements électriques 9 sont alimentés par une puissance maximale disponible PMAX qui correspond au minimum entre une puissance de conversion maximale PCONV et une puissance source PS, où la puissance de conversion maximale PCONV correspond à une puissance maximale pouvant être délivrée en sortie du circuit de conversion Q.
  • La puissance source PS dépend quant à elle du mode de gestion, et elle correspond à :
    • la somme de la puissance secondaire PB et de la puissance primaire PR dans le mode d'alimentation hybride MHYBR de la Figure 2 ;
    • la puissance secondaire PB dans le mode d'alimentation autonome MAUTON de la Figure 3 ;
    • la puissance primaire PR dans le mode d'alimentation principale MPRINC de la Figure 1 ; et
    • la puissance primaire PR moins une puissance de recharge PCH servant à recharger la source d'alimentation secondaire rechargeable B dans le mode mixte recharge/alimentation MMIXT de la Figure 4.
  • Par ailleurs, le procédé P de gestion d'alimentation électrique met en œuvre, dans le mode d'alimentation autonome MAUTON et dans le mode d'alimentation hybride MHYBR, une adaptation de la puissance secondaire PB en fonction au moins du niveau de charge NC, ladite puissance secondaire PB étant inférieure ou égale à une puissance maximale secondaire PBMAX qui correspond à une puissance maximale pouvant être délivrée par la source d'alimentation secondaire rechargeable B.
  • Ainsi, et en référence à la figure 6, le procédé P de gestion d'alimentation électrique commence par une étape de sélection d'alimentation C1, ou étape « SELECTION ALIMENTATION », au cours de laquelle est exécutée une sélection ou une désélection de la source secondaire rechargeable B pour alimenter les équipements électriques 9 de la grue G. Autrement dit, cette étape de sélection d'alimentation C1 opère une sélection de l'alimentation avec ou sans la source secondaire rechargeable B. Ainsi, à l'issue de l'étape de sélection d'alimentation C1, la source secondaire rechargeable B est :
    • soit connectée aux équipements électriques 9 de la grue G pour participer à leur alimentation électrique, ce qui amène au mode d'alimentation hybride MHYBR ou au mode d'alimentation autonome MAUTON ;
    • soit déconnectée des équipements électriques 9 de la grue G pour ne pas participer à leur alimentation électrique, ce qui amène au mode d'alimentation principale MPRINC ou au mode mixte recharge/alimentation MMIXT.
  • Si, à l'issue de l'étape de sélection d'alimentation C1, la source secondaire rechargeable B est déconnectée, alors c'est le mode d'alimentation principale MPRINC ou le mode mixte recharge/alimentation MMIXT qui est sélectionné, et s'ensuit l'exécution d'une étape F1, ou étape « REPARTITION PUISSANCE », pour initier un procédé de répartition de la puissance maximale disponible PMAX. Pour rappel, la puissance maximale disponible PMAX correspond :
    • dans le mode d'alimentation principale MPRINC, au minimum entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance primaire PR ; et
    • dans le mode mixte recharge/alimentation MMIXT, au minium entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance primaire PR moins la puissance de recharge PCH.
  • Si par contre, à l'issue de l'étape de sélection d'alimentation C1, la source secondaire rechargeable B est connectée (c'est-à-dire que l'alimentation électrique fera appel à la source secondaire rechargeable B), alors s'ensuit l'exécution d'une étape de sélection de mode C2, ou étape « SELECTION MODE », qui consiste à sélectionner entre le mode d'alimentation hybride MHYBR et le mode d'alimentation autonome MAUTON.
  • Cette étape de sélection d'alimentation C1 suivie de cette étape de sélection de mode C2 amène ainsi à sélectionner le mode de gestion. En fonction de différents paramètres, et en particulier de la puissance générale demandée PGEN, de la disponibilité de la source d'alimentation primaire R et de la puissance primaire PR, ces étapes de sélection C1, C2 peuvent s'opérer de manière automatique pour la sélection du mode de gestion.
  • Ainsi, lorsque la puissance générale demandée PGEN est non nulle, les modes de gestion suivants peuvent être automatiquement mis en œuvre ou sélectionnés (lors des deux étapes de sélection C1, C2 successives) :
    • le mode d'alimentation autonome MAUTON est automatiquement mis en œuvre (ou sélectionné) si la source d'alimentation primaire R n'est pas disponible ;
    • le mode d'alimentation principale MPRINC ou le mode mixte recharge/alimentation MMIXT est automatiquement mis en œuvre (ou sélectionné) en fonction du niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B, si la source d'alimentation primaire R est disponible et si la puissance générale demandée PGEN est inférieure à la puissance primaire PR ;
    • le mode d'alimentation hybride MHYBR est automatiquement mis en œuvre (ou sélectionné) si la source d'alimentation primaire R est disponible et si la puissance générale demandée PGEN est supérieure à la puissance primaire PR.
  • Après l'étape de sélection de mode C2, le procédé P de gestion d'alimentation électrique met en œuvre une sélection, dans le mode d'alimentation hybride MHYBR et dans le mode d'alimentation autonome MAUTON, d'un sous-mode de gestion parmi plusieurs sous-modes de gestion comprenant au moins :
    • un sous-mode automatique « AUTO » dans lequel la puissance secondaire PB est contrôlée pour correspondre à ka fois la puissance maximale secondaire PBMAX, où ka est un coefficient qui est inférieur ou égal à 1 et qui diminue avec le niveau de charge NC jusqu'à ce que le niveau de charge NC passe en-dessous d'un seuil bas SB ;
    • un sous-mode économique « ECO » dans lequel la puissance secondaire PB est contrôlée pour correspondre à ke fois la puissance maximale secondaire PBMAX, où ke est un coefficient inférieur à ka et qui diminue avec le niveau de charge NC jusqu'à ce que le niveau de charge NC passe en-dessous d'un seuil bas SB ;
    • un sous-mode extrême « EXTR » dans lequel la puissance secondaire PB correspond à la puissance maximale secondaire PBMAX quel que soit la valeur du niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B.
  • Le seuil bas SB peut être compris entre 5 et 15 % d'une capacité de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable B et un seuil haut SH peut être compris entre 40 et 60 % d'une capacité de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable B.
  • En référence à la figure 6, si le mode d'alimentation sélectionné lors de l'étape de sélection de mode C2 est le mode d'alimentation autonome MAUTON, alors est exécutée une étape de sélection de sous-mode C3, ou étape « SELECTION SOUS-MODE », dans laquelle s'opère une sélection entre le sous-mode automatique « AUTO », le sous-mode économique « ECO » et le sous-mode extrême « EXTR ».
  • Si le sous-mode sélectionné lors de l'étape de sélection de sous-mode C3 est le sous-mode automatique « AUTO », alors est exécutée une étape de contrôle du niveau de charge C3-1, ou étape « CONTROLE NIVEAU DE CHARGE », au cours de laquelle le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est mesuré et est comparé avec le seuil bas SB et le seuil haut SH.
  • Si, lors de l'étape de contrôle du niveau de charge C3-1, le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est inférieur au seuil bas SB, alors est exécutée une étape S3-1, ou étape « KA=0 », qui fixe le coefficient ka à zéro, de sorte que la puissance secondaire PB est nulle. Autrement dit, si le niveau de charge NC est inférieur à 5 à 15 % de la capacité de charge, alors la source d'alimentation secondaire rechargeable B fournie aucune puissance. A l'issue de cette étape S3-1, le procédé P bascule automatiquement dans un mode de veille désigné par « MV » à la figure 6.
  • Si, lors de l'étape de contrôle du niveau de charge C3-1, le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est compris entre le seuil bas SB et le seuil haut SH, alors est exécutée une étape S3-2, ou étape « KA=KAMIN », qui fixe le coefficient ka à une valeur kamin, kamin étant compris entre 0,5 et 0,7. Autrement dit, et par exemple, si le niveau de charge NC de la batterie est de 30% de sa capacité de charge, alors la puissance secondaire PB fournie est égale à kamin fois la puissance maximale secondaire PBMAX, soit PB=kamin.PBMAX. Cette étape S3-2 est suivie d'une étape F3-2, ou étape « REPARTITION PUISSANCE », qui met en œuvre un procédé de répartition de la puissance maximale disponible PMAX, où la puissance maximale disponible PMAX correspond au minimum entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance source PS qui équivaut à la puissance secondaire PB qui est égal à kamin.PBMAX dans ce sous-mode automatique « AUTO » du mode d'alimentation autonome MAUTON. Ces étapes S3-2 et F3-2 sont exécutées tant que le niveau de charge NC est compris entre le seuil bas SB et le seuil haut SH et, si le niveau de charge NC passe en-dessous du seuil bas SB, alors est exécutée l'étape S3-1.
  • Si lors de l'étape de contrôle du niveau de charge C3-1, le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est supérieur au seuil haut SH, alors est exécutée une étape S3-3, ou étape « KA=KAMAX », qui fixe le coefficient ka à une valeur kamax, kamax étant supérieur à kamin et par exemple compris entre 0,8 et 1. Autrement dit, et par exemple, si le niveau de charge NC de la batterie est de 90% de sa capacité de charge, alors la puissance secondaire PB fournie est égale à kamax fois la puissance maximale secondaire PBMAX, soit PB=kamax.PBMAX. Cette étape S3-3 est suivie d'une étape F3-3, ou étape « REPARTITION PUISSANCE », qui met en œuvre un procédé de répartition de la puissance maximale disponible PMAX, où la puissance maximale disponible PMAX correspond au minimum entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance source PS qui équivaut à la puissance secondaire PB qui est égal à kamax.PBMAX dans ce sous-mode automatique « AUTO » du mode d'alimentation autonome MAUTON. Ces étapes S3-3 et F3-3 sont exécutées tant que le niveau de charge NC est supérieur au seuil haut SH et, si le niveau de charge NC passe en-dessous du seuil haut SH, alors sont exécutées les étapes S3-2 et F3-2.
  • Si le sous-mode sélectionné lors de l'étape de sélection de sous-mode C3 est le sous-mode économique « ECO », alors est exécutée une étape de contrôle du niveau de charge C3-2, ou étape « CONTROLE NIVEAU DE CHARGE », au cours de laquelle le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est mesuré et est comparé avec le seuil bas SB et le seuil haut SH.
  • Si lors de l'étape de contrôle du niveau de charge C3-2, le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est inférieur au seuil bas SB, alors est exécutée une étape S3-4, ou étape « KE=0 », qui fixe le coefficient ke à zéro, de sorte que la puissance secondaire PB est nulle. Autrement dit, si le niveau de charge NC est inférieur à 5 à 15 % de la capacité de charge, alors la source d'alimentation secondaire rechargeable B fournie aucune puissance. A l'issue de cette étape S3-4, le procédé P bascule automatiquement dans un mode de veille désigné par « MV » à la figure 6.
  • Ainsi, dans le mode d'alimentation autonome MAUTON, et que ce soit dans le sous-mode automatique « AUTO » ou dans le sous-mode économique « ECO », le procédé P de gestion d'alimentation électrique passe automatiquement dans le mode de veille « MV » après que le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B soit passé en-dessous du seuil bas SB, où dans ce mode de veille « MV » sont alimentés uniquement des équipements de sécurité prédéfinis parmi les équipements électriques 9 de la grue G pour permettre une mise en sécurité de la grue G. Dans le mode de veille MV, la puissance secondaire PB peut être contrôlée pour correspondre à la puissance maximale secondaire PBMAX afin d'alimenter ces équipements de sécurité au moins le temps de la mise en sécurité de la grue G.
  • Ces équipements de sécurité peuvent comprendre des équipements qui vont par exemple permettre de lever la flèche 7 avant de libérer celle-ci en orientation afin qu'elle soit libre de tourner avec le vent tout en offrant un rayon de giration réduit, la flèche 7 est alors décrite comme étant mise en girouette.
  • Si lors de l'étape de contrôle du niveau de charge C3-2, le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est compris entre le seuil bas SB et le seuil haut SH, alors est exécutée une étape S3-5, ou étape « KE=KEMIN », qui fixe le coefficient ke à une valeur kemin, kemin étant compris entre 0,2 et 0,4. Autrement dit, et par exemple, si le niveau de charge NC de la batterie est de 30% de sa capacité de charge, alors la puissance secondaire PB fournie est égale à kemin fois la puissance maximale secondaire PBMAX, soit PB=kemin.PBMAX. Cette étape S3-5 est suivie d'une étape F3-5, ou étape « REPARTITION PUISSANCE », qui met en œuvre un procédé de répartition de la puissance maximale disponible PMAX, où la puissance maximale disponible PMAX correspond au minimum entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance source qui équivaut à la puissance secondaire PB qui est égal à kemin.PBMAX dans ce sous-mode économique « ECO » du mode d'alimentation autonome MAUTON. Ces étapes S3-5 et F3-5 sont exécutées tant que le niveau de charge NC est compris entre le seuil bas SB et le seuil haut SH et, si le niveau de charge NC passe en-dessous du seuil bas SB, alors est exécutée l'étape S3-4.
  • Si lors de l'étape de contrôle du niveau de charge C3-2, le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est supérieur au seuil haut SH, alors est exécutée une étape S3-6, ou étape « KE=KEMAX », qui fixe le coefficient ke à une valeur kemax, kemax étant supérieur à kemin et kemax étant par exemple compris entre 0,6 et 0,8. Autrement dit, et par exemple, si le niveau de charge NC de la batterie est de 90% de sa capacité, alors la puissance secondaire PB est égale à kemax fois la puissance maximale secondaire PBMAX, soit PB=kemax.PBMAX. Cette étape S3-6 est suivie d'une étape F3-6, ou étape « REPARTITION PUISSANCE », qui met en œuvre un procédé de répartition de la puissance maximale disponible PMAX, où la puissance maximale disponible PMAX correspond au minimum entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance source qui équivaut à la puissance secondaire PB qui est égal à kemax.PBMAX dans ce sous-mode économique « ECO » du mode d'alimentation autonome MAUTON. Ces étapes S3-6 et F3-6 sont exécutées tant que le niveau de charge NC est supérieur au seuil haut SH et, si le niveau de charge NC passe en-dessous du seuil haut SH, alors sont exécutées les étapes S3-5 et F3-5.
  • En principe, la valeur de kemax est supérieure à celle de kemin, et kamax est supérieur à kemax et kamin est supérieur kemin.
  • Si le sous-mode sélectionné lors de l'étape de sélection de sous-mode C3 est le sous-mode extrême « EXTR », alors est exécutée une étape F3-0, ou étape « REPARTITION PUISSANCE », qui met en œuvre un procédé de répartition de la puissance maximale disponible PMAX, où la puissance maximale disponible PMAX correspond au minimum entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance source qui équivaut à la puissance secondaire PB qui est égal à PBMAX dans ce sous-mode extrême « EXTR » du mode d'alimentation autonome MAUTON.
  • Selon une possibilité, dans le sous-mode extrême « EXTR » dans l'étape F3-0, lorsque le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est passé en-dessous du seuil bas SB alors le procédé P bascule automatiquement dans le mode de veille « MV » précédemment décrit, au cours duquel sont alimentés uniquement des équipements de sécurité de la grue G pour permettre une mise en sécurité de la grue G.
  • En référence à la figure 6, si le mode d'alimentation sélectionné lors de l'étape de sélection de mode C2 est le mode d'alimentation hybride MHYBR, alors est exécutée une étape de sélection de sous-mode C4 dans laquelle s'opère une sélection entre le sous-mode automatique « AUTO », le sous-mode économique « ECO » et le sous-mode extrême « EXTR ».
  • Si le sous-mode sélectionné lors de l'étape de sélection de sous-mode C4 est le sous-mode automatique « AUTO », alors est exécutée une étape de contrôle du niveau de charge C4-1, ou étape « CONTROLE NIVEAU DE CHARGE », au cours de laquelle le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est mesuré et est comparé avec le seuil bas SB et le seuil haut SH.
  • Si, lors de l'étape de contrôle du niveau de charge C4-1, le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est inférieur au seuil bas SB, alors est exécutée une étape S4-1, ou étape « KA=0 », qui fixe le coefficient ka à zéro, de sorte que la puissance secondaire PB est nulle. Autrement dit, si le niveau de charge NC est inférieur à 5 à 15 % de la capacité de charge, alors la source d'alimentation secondaire rechargeable B ne fournit aucune puissance, et ainsi la puissance source PS est intégralement fournie par la source d'alimentation primaire R. Cette étape S4-1 est suivie d'une étape F4-1, ou étape « REPARTITION PUISSANCE », qui met en œuvre un procédé de répartition de la puissance maximale disponible PMAX, où la puissance maximale disponible PMAX correspond au minimum entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance source PS qui équivaut à la puissance primaire PR, soit PS=PR, dans ce sous-mode automatique « AUTO » du mode d'alimentation hybride MHYBR.
  • Si lors de l'étape de contrôle du niveau de charge C4-1, le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est compris entre le seuil bas SB et le seuil haut SH, alors est exécutée une étape S4-2, ou étape « KA=KAMIN », qui fixe le coefficient ka à la valeur kamin, kamin étant compris entre 0,5 et 0,7. Autrement dit, et par exemple, si le niveau de charge NC de la batterie est de 30% de sa capacité de charge, alors la puissance secondaire PB fournie est égale à kamin fois la puissance maximale secondaire PBMAX, soit PB=kamin.PBMAX. Cette étape S4-2 est suivie d'une étape F4-2, ou étape « REPARTITION PUISSANCE », qui met en œuvre un procédé de répartition de la puissance maximale disponible PMAX, où la puissance maximale disponible PMAX correspond au minimum entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance source PS qui équivaut à la somme de la puissance primaire PR et de la puissance secondaire PB, soit PS=PR+kamin.PBMAX dans ce sous-mode automatique « AUTO » du mode d'alimentation hybride MHYBR. Ces étapes S4-2 et F4-2 sont exécutées tant que le niveau de charge NC est supérieur au seuil bas SB et, si le niveau de charge NC passe en-dessous du seuil bas SB, alors sont exécutées les étapes S4-1 et F4-1.
  • Si lors de l'étape de contrôle du niveau de charge C4-1, le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est supérieur au seuil haut SH, alors est exécutée une étape S4-3, ou étape « KA=KAMAX », qui fixe le coefficient ka à la valeur kamax, kamax étant compris entre 0,8 et 1. Autrement dit, et par exemple, si le niveau de charge NC de la batterie est de 90% de sa capacité de charge, alors la puissance secondaire PB fournie est égale à kamax fois la puissance maximale secondaire PBMAX, soit PB=kamax.PBMAX. Cette étape S4-3 est suivie d'une étape F4-3, ou étape « REPARTITION PUISSANCE », qui met en oeuvre un procédé de répartition de la puissance maximale disponible PMAX, où la puissance maximale disponible PMAX correspond au minimum entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance source PS qui équivaut à la somme de la puissance primaire PR et de la puissance secondaire PB, soit PS=PR+kamax.PBMAX dans ce sous-mode automatique « AUTO » du mode d'alimentation hybride MHYBR. Ces étapes S4-3 et F4-3 sont exécutées tant que le niveau de charge NC est supérieur au seuil haut SH et, si le niveau de charge NC passe en-dessous du seuil haut SH, alors sont exécutées les étapes S4-2 et F4-2.
  • Si le sous-mode sélectionné lors de l'étape de sélection de sous-mode C4 est le sous-mode économique « ECO », alors est exécutée une étape de contrôle du niveau de charge C4-2, ou étape « CONTROLE NIVEAU DE CHARGE », au cours de laquelle le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est mesuré et est comparé avec le seuil bas SB et le seuil haut SH.
  • Si, lors de l'étape de contrôle du niveau de charge C4-2, le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est inférieur au seuil bas SB, alors est exécutée une étape S4-4, ou étape « KE=0 », qui fixe le coefficient ke à zéro, de sorte que la puissance secondaire PB est nulle. Autrement dit, si le niveau de charge NC est inférieur à 5 à 15 % de la capacité de charge, alors la source d'alimentation secondaire rechargeable B ne fournit aucune puissance, et ainsi la puissance source PS est intégralement fournie par la source d'alimentation primaire R. Cette étape S4-4 est suivie d'une étape F4-4, ou étape « REPARTITION PUISSANCE », qui met en œuvre un procédé de répartition de la puissance maximale disponible PMAX, où la puissance maximale disponible PMAX correspond au minimum entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance source PS qui équivaut à la puissance primaire PR, soit PS=PR, dans ce sous-mode économique « ECO » du mode d'alimentation hybride MHYBR.
  • Si lors de l'étape de contrôle du niveau de charge C4-2, le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est compris entre le seuil bas SB et le seuil haut SH, alors est exécutée une étape S4-5, ou étape « KE=KEMIN », qui fixe le coefficient ke à la valeur kemin, kemin étant compris entre 0,2 et 0,4. Autrement dit, et par exemple, si le niveau de charge NC de la batterie est de 30% de sa capacité de charge, alors la puissance secondaire PB fournie est égale à kemin fois la puissance maximale secondaire PBMAX, soit PB=kemin.PBMAX. Cette étape S4-5 est suivie d'une étape F4-5, ou étape « REPARTITION PUISSANCE », qui met en œuvre un procédé de répartition de la puissance maximale disponible PMAX, où la puissance maximale disponible PMAX correspond au minimum entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance source PS qui équivaut à la somme de la puissance primaire PR et de la puissance secondaire PB, soit PS=PR+kemin.PBMAX dans ce sous-mode économique « ECO » du mode d'alimentation hybride MHYBR. Ces étapes S4-5 et F4-5 sont exécutées tant que le niveau de charge NC est supérieur au seuil bas SB et, si le niveau de charge NC passe en-dessous du seuil bas SB, alors sont exécutées les étapes S4-4 et F4-4.
  • Si lors de l'étape de contrôle du niveau de charge C4-2, le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est supérieur au seuil haut SH, alors est exécutée une étape S4-6, ou étape « KE=KEMAX », qui fixe le coefficient ke à la valeur kemax, kemax étant compris entre 0,6 et 0,8. Autrement dit, et par exemple, si le niveau de charge NC de la batterie est de 90% de sa capacité de charge, alors la puissance secondaire PB fournie est égale à kemax fois la puissance maximale secondaire PBMAX, soit PB=kemax.PBMAX. Cette étape S4-6 est suivie d'une étape F4-6, ou étape « REPARTITION PUISSANCE », qui met en œuvre un procédé de répartition de la puissance maximale disponible PMAX, où la puissance maximale disponible PMAX correspond au minimum entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance source PS qui équivaut à la somme de la puissance primaire PR et de la puissance secondaire PB, soit PS=PR+kemax.PBMAX dans ce sous-mode économique « ECO » du mode d'alimentation hybride MHYBR. Ces étapes S4-6 et F4-6 sont exécutées tant que le niveau de charge NC est supérieur au seuil haut SH et, si le niveau de charge NC passe en-dessous du seuil haut SH, alors sont exécutées les étapes S4-5 et F4-5.
  • Si le sous-mode sélectionné lors de l'étape de sélection de sous-mode C4 est le sous-mode extrême « EXTR », alors est exécutée une étape F4-0, ou étape « REPARTITION PUISSANCE », qui met en œuvre un procédé de répartition de la puissance maximale disponible PMAX, où la puissance maximale disponible PMAX correspond au minimum entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance source PS qui équivaut à la somme de la puissance primaire PR et de la puissance secondaire PB qui est égal à PBMAX, soit PS=PR+PBMAX dans ce sous-mode extrême « EXTR » du mode d'alimentation hybride MHYBR.
  • Selon une possibilité, dans le sous-mode extrême « EXTR » dans l'étape F4-0, lorsque le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est passé en-dessous du seuil bas SB alors le procédé P bascule automatiquement dans le mode de veille « MV » précédemment décrit, au cours duquel sont alimentés uniquement des équipements de sécurité de la grue G pour permettre une mise en sécurité de la grue G.
  • La seconde partie de la description qui suit porte sur la mise en œuvre du procédé de répartition F pour répartir la puissance maximale disponible PMAX sur les différents équipements électriques 9 de la grue G, quel que soit le mode de gestion parmi le mode d'alimentation hybride MHYBR, le mode d'alimentation autonome MAUTON, le mode d'alimentation principale MPRINC et le mode mixte recharge/alimentation MMIXT. L'objet de ce procédé de répartition F est d'optimiser la distribution de la puissance maximale disponible PMAX, en particulier lorsque cette puissance maximale disponible PMAX est insuffisante pour alimenter en pleine capacité l'ensemble des équipements électriques 9 de la grue G
  • Comme précédemment décrit, la puissance maximale disponible PMAX dépend du mode de gestion, du sous-mode de gestion et du niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B, avec une puissance maximale disponible PMAX qui est équivalente au minimum entre la puissance de conversion maximale PCONV et la puissance source PS qui équivaut à :
    • dans l'étape F1 en mode d'alimentation principale MPRINC, la puissance primaire PR (soit PS=PR) ;
    • dans l'étape F1 en mode mixte recharge/alimentation MMIXT, la puissance primaire PR moins la puissance de recharge PCH (soit PS=PR-PCH) ;
    • dans l'étape F3-2 en sous-mode automatique « AUTO » du mode d'alimentation autonome MAUTON, la puissance secondaire PB qui est égal à kamin.PBMAX (soit PS=PB=kamin.PBMAX) ;
    • dans l'étape F3-3 en sous-mode automatique « AUTO » du mode d'alimentation autonome MAUTON, la puissance secondaire PB qui est égal à kamax.PBMAX (soit PS=PB=kamax.PBMAX) ;
    • dans l'étape F3-5 en sous-mode économique « ECO » du mode d'alimentation autonome MAUTON, la puissance secondaire PB qui est égal à kemin.PBMAX (soit PS=PB=kemin.PBMAX) ;
    • dans l'étape F3-6 en sous-mode économique « ECO » du mode d'alimentation autonome MAUTON, la puissance secondaire PB qui est égal à kemax.PBMAX (soit PS=PB=kemax.PBMAX) ;
    • dans l'étape F3-0 en sous-mode extrême « EXTR » du mode d'alimentation autonome MAUTON, la puissance secondaire PB qui est égal à PBMAX (soit PS=PB=PBMAX) ;
    • dans l'étape F4-1 en sous-mode automatique « AUTO » du mode d'alimentation hybride MHYBR, la puissance primaire PR (soit PS=PR) ;
    • dans l'étape F4-2 en sous-mode automatique « AUTO » du mode d'alimentation hybride MHYBR, la somme de la puissance primaire PR et de la puissance secondaire PB qui est égal à kamin.PBMAX (soit PS=PR+PB=PR+kamin.PBMAX) ;
    • dans l'étape F4-3 en sous-mode automatique « AUTO » du mode d'alimentation hybride MHYBR, la somme de la puissance primaire PR et de la puissance secondaire PB qui est égal à kamax.PBMAX (soit PS=PR+PB=PR+kamax.PBMAX) ;
    • dans l'étape F4-4 en sous-mode économique « ECO » du mode d'alimentation hybride MHYBR, la puissance primaire PR (soit PS=PR) ;
    • dans l'étape F4-5 en sous-mode économique « ECO » du mode d'alimentation hybride MHYBR, la somme de la puissance primaire PR et de la puissance secondaire PB qui est égal à kemin.PBMAX (soit PS=PR+PB=PR+kemin.PBMAX) ;
    • dans l'étape F4-6 en sous-mode économique « ECO » du mode d'alimentation hybride MHYBR, la somme de la puissance primaire PR et de la puissance secondaire PB qui est égal à kemax.PBMAX (soit PS=PR+PB=PR+kemax.PBMAX) ;
    • dans l'étape F4-0 en sous-mode extrême « EXTR » du mode d'alimentation hybride MHYBR, la somme de la puissance primaire PR et de la puissance secondaire PB qui est égal à PBMAX (soit PS=PR+PB=PR+PBMAX).
  • En référence à la Figure 7, ce procédé de répartition F met en œuvre une étape initiale de sélection T1, ou étape « SELECTION MODE », qui consiste en une sélection entre :
    • un mode brut « MBRUT » dans lequel la puissance maximale disponible PMAX est répartie sur des équipements d'actionnement 91, 92 prédéfinis et sur des équipements accessoires 93, 94 prédéfinis parmi les équipements électriques 9 de la grue G, les équipements d'actionnement 91, 92 étant définis en fonction d'une configuration de la grue G; et
    • un mode optimisé « MOPT » dans lequel la puissance maximale disponible PMAX est répartie sur les équipements d'actionnement 91, 92 prédéfinis, et aussi sur des équipements accessoires 93, 94 mais en fonction également de conditions de coupure associées aux équipements accessoires 93, 94, de sorte que selon leurs conditions de coupure respectives les équipements accessoires 93, 94 sont alimentés ou non.
  • Les équipements d'actionnement 91, 92 peuvent comprendre des équipements de montage 91 qui participent au montage de la grue G lorsque la grue G est dans une configuration de montage désignée par « MONTAGE » sur la figure 7, et les équipements d'actionnement 91, 92 comprennent des équipements de travail 92 qui participent au déplacement d'une charge lorsque la grue G est dans une configuration de travail désignée par « TRAVAIL » sur la figure 7. Il est envisageable que la grue G ne comprenne pas d'équipement de montage 91, comme par exemple dans le cas d'une grue à montage par éléments.
  • Les équipements de montage 91 peuvent comprendre l'un au moins des équipements suivants : une centrale hydraulique de pliage/dépliage permettant un pliage/dépliage d'un mât et d'une flèche, une centrale hydraulique de calage permettant un calage de la grue au sol, une centrale hydraulique d'orientation permettant une orientation d'une base de la grue, une centrale hydraulique de potence permettant un actionnement d'une potence de montage. De manière générale, en configuration de montage, autrement dit lors des phases de montage/démontage de la grue, soit un seul équipement de montage est actionné (par exemple la centrale hydraulique de pliage/dépliage), soit plusieurs équipements de montage 91 sont actionnés successivement et individuellement car les phases de montage/démontage sont séquencées.
  • Les équipements de travail 92 peuvent comprendre l'un au moins des équipements suivants : un système motorisé de levage 920 permettant un levage/abaissement d'une charge, un système motorisé de distribution 921 permettant une distribution d'une charge le long d'une flèche 7, un système motorisé d'orientation 922 permettant une orientation d'une flèche 7, un système motorisé de translation permettant une translation de la grue, un système motorisé de relevage permettant un relevage d'une flèche relevable (ou flèche inclinable). De manière générale, en configuration de travail, autrement dit lors des phases de déplacement d'une charge, plusieurs équipements de travail 92 sont actionnés simultanément, et parfois sont actionnés successivement et individuellement.
  • Pour la suite de la description, trois équipements de travail 92 seront considérés pour la grue G lorsqu'en configuration de travail, à savoir :
    • le système motorisé de levage 920 qui reçoit une puissance électrique de levage PLEV, qui est inférieure ou égale à la puissance électrique demandée par ce système motorisé de levage 920 ;
    • le système motorisé de distribution 921 qui reçoit une puissance électrique de distribution PDIST, qui est inférieure ou égale à la puissance électrique demandée par ce système motorisé de distribution 921 ;
    • le système motorisé d'orientation 922 qui reçoit une puissance électrique d'orientation PORIEN, qui est inférieure ou égale à la puissance électrique demandée par ce système motorisé d'orientation 922.
  • Les équipements accessoires 93, 94 sont des équipements qui ne participent pas aux opérations de montage et de déplacement d'une charge ou d'un élément structurel de la grue G, et ces équipements accessoires 93, 94 peuvent comprendre un ou plusieurs équipements accessoires de système 93 et/ou un ou plusieurs équipements accessoires d'utilisateur 94.
  • Les équipements accessoires de système 93 peuvent comprendre l'un au moins des équipements suivants :
    • un système de chauffage 931 pour chauffer un espace 71 de la grue, comme par exemple une cabine de pilotage,
    • un système de ventilation ou de refroidissement 932 pour ventiler/refroidir un espace 72 de la grue ;
    et les conditions de coupure pour ces équipements accessoires de système 931, 932, dans le mode optimisé « MOPT », peuvent dépendre d'au moins un paramètre environnemental qui est un paramètre physique représentatif de l'espace 71, 72 de la grue G. Selon une possibilité, ce paramètre environnemental est une température intérieure de l'espace 71, 72 de la grue G.
  • L'espace 72 de la grue G peut correspondre à une armoire électrique regroupant intérieurement tout ou partie des organes participant à l'alimentation électrique de la grue G. Autrement dit, dans le mode optimisé « MOPT », le chauffage de la cabine de pilotage 71, et la ventilation ou le refroidissement de cette armoire électrique 72 dépendra de conditions de coupure qui sont fonction de la température intérieure respectivement dans cette cabine de pilotage 71 et dans cette armoire électrique 72.
  • Les équipements accessoires d'utilisateur 94 peuvent comprendre l'un au moins des équipements suivants : un système d'éclairage 941, une prise électrique 942 ; et les conditions de coupure de ces équipements accessoires d'utilisateur 94, dans le mode optimisé « MOPT », peuvent dépendre d'une sélection d'une classification opérée par un utilisateur pour le ou chacun des équipements accessoires d'utilisateur 94, parmi les classifications suivantes :
    • une classification « non essentielle » qui correspond à une autorisation de ne pas alimenter l'équipement accessoire utilisateur 94 correspondant en mode optimisé MOPT au profit des équipements d'actionnement 91, 92 ; et
    • une classification « essentielle » qui correspond à une interdiction de ne pas alimenter l'équipement accessoire utilisateur 94 correspondant en mode optimisé MOPT.
  • En référence à la Figure 7, si lors de l'étape initiale de sélection T1, le mode brut MBRUT est sélectionné, alors est exécutée une étape de sélection de configuration T3, ou étape « SELECTION CONFIGURATION », dans laquelle se fait un choix de configuration de la grue entre la configuration de montage et la configuration de travail.
  • Et de la même manière, si lors de l'étape initiale de sélection T1, le mode optimisé MOPT est sélectionné, alors est exécutée une étape de sélection de configuration T2, ou étape « SELECTION CONFIGURATION », dans laquelle se fait un choix de configuration de la grue entre la configuration de montage et la configuration de travail.
  • Si, dans le mode brut MBRUT, lors de l'étape de sélection de configuration T3, la configuration de montage est sélectionnée alors est exécutée une étape E3-1, ou étape « DISTRIBUTION PMAX », au cours de laquelle la puissance maximale disponible PMAX est répartie sur les équipements d'actionnement 91, 92 (qui sont ici les équipements de montage 91) et sur les équipements accessoires 93, 94, de sorte que ces équipements de montage 91 reçoivent une puissance d'actionnement PACT qui équivaut à la puissance maximale disponible PMAX diminuée d'une puissance accessoire PACC, soit PACT=PMAX-PACC ; la puissance accessoire PACC correspondant à la puissance électrique demandée par les équipements accessoires 93, 94 ou la puissance nécessaire pour alimenter ces équipements accessoires 93, 94. Cette étape E3-2 est suivie d'une étape E3-3, ou étape « DISTRIBUTION PACT », au cours de laquelle la puissance d'actionnement PACT est répartie sur le ou les équipements de montage 91, de sorte que chaque équipement de montage reçoit une puissance électrique qui est inférieure ou égale à cette puissance d'actionnement PACT. Si un seul équipement de montage est en jeu (par exemple la centrale hydraulique de pliage/dépliage) alors toute la puissance d'actionnement PACT est allouée à ce seul équipement de montage.
  • Si par contre, dans le mode brut MBRUT, lors de l'étape de sélection de configuration T3, la configuration de travail est sélectionnée alors est exécutée une étape E3-2, ou étape « DISTRIBUTION PMAX », au cours de laquelle la puissance maximale disponible PMAX est répartie sur les équipements d'actionnement 91, 92 (qui sont ici les équipements de travail 92) et sur les équipements accessoires 93, 94, de sorte que ces équipements de travail 92 reçoivent une puissance d'actionnement PACT qui équivaut à la puissance maximale disponible PMAX diminuée de la puissance accessoire PACC, soit PACT=PMAX-PACC. Cette étape E3-2 est suivie d'une étape E3-4, ou étape « DISTRIBUTION PACT », au cours de laquelle la puissance d'actionnement PACT est répartie sur les différents équipements de travail 92, de sorte que chaque équipement de travail reçoit une puissance électrique qui est inférieure ou égale à cette puissance d'actionnement PACT ce qui revient à, dans le mode de réalisation précédemment décrit, PLEV≤PACT, PDIST≤PACT et PORIEN≤PACT.
  • Dans le mode optimisé MOPT, les équipements d'actionnement 91, 92 peuvent être alimentées par une puissance d'actionnement PACT qui est équivalente :
    • soit à la puissance maximale disponible PMAX si les conditions de coupure sont telles que tous les équipements accessoires 93, 94 sont coupés (donc éteints ou non alimentés), soit PACT=PMAX ;
    • soit à la puissance maximale disponible PMAX diminuée de la puissance accessoire PACC, soit PACT=PMAX-PACC, cette puissance accessoire PACC correspondant à la puissance électrique demandée par les équipements accessoires 93, 94 qui ne sont pas coupés selon les conditions de coupure.
  • Ainsi, les équipements accessoires 93, 94 vont se répartir en :
    • les équipements accessoires coupés, qui sont les équipements accessoires dont les conditions de coupure sont satisfaites de sorte que ces équipements accessoires coupés ne sont pas alimentés électriquement ; et
    • les équipements accessoires non coupés, qui sont les équipements accessoires dont les conditions de coupure ne sont pas satisfaites de sorte que ces équipements accessoires non coupés sont pas alimentés électriquement.
  • Pour les équipements accessoires d'utilisateur 94, les équipements accessoires coupés sont les équipements accessoires pour lesquelles une classification « non essentielle » a été sélectionnée, et les équipements accessoires non coupés sont les équipements accessoires pour lesquelles une classification « essentielle » a été sélectionnée.
  • Ainsi, en référence à la figure 7, si lors de l'étape de sélection de configuration T2, la configuration de montage est sélectionnée, alors est exécutée une étape de vérification des conditions de coupure T4, ou étape « VERIFICATION COUPURE », dans laquelle les conditions de coupure des différents équipements accessoires 93, 94 sont contrôlées, ce qui conduit à deux situations.
  • Dans une première situation, si au moins une condition de coupure n'est pas satisfaite, alors est exécutée une étape E4-1, ou étape « DISTRIBUTION PMAX », au cours de laquelle la puissance maximale disponible PMAX est répartie sur les équipements d'actionnement 91, 92 (qui sont ici les équipements de montage 91) et sur le ou les équipements accessoires non coupés, de sorte que ces équipements de montage 91 reçoivent une puissance d'actionnement PACT qui équivaut à la puissance maximale disponible PMAX diminuée de la puissance accessoire PACC, soit PACT=PMAX-PACC. Cette étape E4-1 est suivie d'une étape E4-3, ou étape « DISTRIBUTION PACT », au cours de laquelle la puissance d'actionnement PACT est répartie sur le ou les équipements de montage 91, de sorte que chaque équipement de montage reçoit une puissance électrique qui est inférieure ou égale à cette puissance d'actionnement PACT. Si un seul équipement de montage est en jeu (par exemple la centrale hydraulique de pliage/dépliage) alors toute la puissance d'actionnement PACT est allouée à ce seul équipement de montage.
  • Dans une seconde situation, si par contre toutes les conditions de coupure sont satisfaites, alors est exécutée une étape E4-2, ou étape « DISTRIBUTION PMAX », au cours de laquelle la puissance maximale disponible PMAX est répartie uniquement sur les équipements d'actionnement 91, 92 (qui sont ici les équipements de montage 91), de sorte que ces équipements de montage 91 reçoivent une puissance d'actionnement PACT qui équivaut à la puissance maximale disponible PMAX, soit PACT=PMAX. Cette étape E4-2 est suivie d'une étape E4-4, ou étape « DISTRIBUTION PACT », au cours de laquelle la puissance d'actionnement PACT est répartie sur le ou les équipements de montage 91, de sorte que chaque équipement de montage reçoit une puissance électrique qui est inférieure ou égale à cette puissance maximale disponible PMAX. Si un seul équipement de montage est en jeu, alors toute la puissance maximale disponible PMAX est allouée à ce seul équipement de montage.
  • De la même manière, si lors de l'étape de sélection de configuration T2, la configuration de travail est sélectionnée, alors est exécutée une étape de vérification des conditions de coupure T5, ou étape « VERIFICATION COUPURE », dans laquelle les conditions de coupure des différents équipements accessoires 93, 94 sont contrôlées, ce qui conduit à deux situations.
  • Dans une première situation, si au moins une condition de coupure n'est pas satisfaite, alors est exécutée une étape E5-1, ou étape « DISTRIBUTION PMAX », au cours de laquelle la puissance maximale disponible PMAX est répartie sur les équipements d'actionnement 91, 92 (qui sont ici les équipements de travail 92) et sur le ou les équipements accessoires non coupés, de sorte que ces équipements de travail 92 reçoivent une puissance d'actionnement PACT qui équivaut à la puissance maximale disponible PMAX diminuée de la puissance accessoire PACC, soit PACT=PMAX-PACC.
  • Dans une seconde situation, si par contre toutes les conditions de coupure sont satisfaites, alors est exécutée une étape E5-2, ou étape « DISTRIBUTION PMAX », au cours de laquelle la puissance maximale disponible PMAX est répartie uniquement sur les équipements d'actionnement 91, 92 (qui sont ici les équipements de travail 92), de sorte que ces équipements de travail 92 reçoivent une puissance d'actionnement PACT qui équivaut à la puissance maximale disponible PMAX, soit PACT=PMAX.
  • L'étape E5-1 est suivie d'une étape de sélection de schéma T6, ou étape « SELECTION SCHEMA », et de même l'étape E5-1 est suivie d'une étape de sélection de schéma T7, ou étape « SELECTION SCHEMA ».
  • L'étape de sélection de schéma T6 ou T7 est une étape au cours de laquelle s'opère une sélection d'un schéma de répartition de la puissance d'actionnement PACT sur les différents équipements de travail 92, parmi les deux schémas de répartition suivants :
    • un premier schéma SCH1 dans lequel les équipements de travail 92 sont activés et donc alimentés de manière séquentielle (c'est-à-dire les uns à la suite des autres, de manière non combinée), de sorte que chaque équipement de travail est alimenté, lorsque activé, par la puissance d'actionnement PACT ; et
    • un second schéma SCH2 dans lequel les équipements de travail 92 sont activés et donc alimentés en simultané (c'est-à-dire les uns en même temps que les autres, de manière combinée), de sorte que tous les équipements de travail 92 sont alimentées ensemble par la puissance d'actionnement PACT.
  • Ainsi, si le premier schéma SCH1 est sélectionné lors de l'étape de sélection de schéma T6, alors est exécutée une étape E6-1, ou étape « DISTRIBUTION PACT », au cours de laquelle la puissance d'actionnement PACT (avec pour rappel PACT=PMAX-PACC) est allouée intégralement et de manière séquentielle à chaque équipement de travail lorsqu'activé, de sorte que chaque équipement de travail reçoit, lorsqu'il est activé, une puissance électrique qui est inférieure ou égale à cette puissance d'actionnement PACT. Par contre, si le second schéma SCH2 est sélectionné lors de l'étape de sélection de schéma T6, alors est exécutée une étape E6-2, ou étape « DISTRIBUTION PACT », au cours de laquelle la puissance d'actionnement PACT (avec pour rappel PACT=PMAX-PACC) est répartie sur les différents équipements de travail 92 qui sont activés (et donc demandeurs en énergie) de manière combinée.
  • De même, si le premier schéma SCH1 est sélectionné lors de l'étape de sélection de schéma T7, alors est exécutée une étape E7-1, ou étape « DISTRIBUTION PACT », au cours de laquelle la puissance d'actionnement PACT (avec pour rappel PACT=PMAX) est allouée intégralement et de manière séquentielle à chaque équipement de travail lorsqu'activé, de sorte que chaque équipement de travail reçoit, lorsqu'il est activé, une puissance électrique qui est inférieure ou égale à cette puissance d'actionnement PACT. Par contre, si le second schéma SCH2 est sélectionné lors de l'étape de sélection de schéma T7, alors est exécutée une étape E7-2, ou étape « DISTRIBUTION PACT », au cours de laquelle la puissance d'actionnement PACT (avec pour rappel PACT=PMAX) est répartie sur les différents équipements de travail 92 qui sont activés (et donc demandeurs en énergie) de manière combinée.
  • Selon une possibilité, est mis en œuvre un stockage dans une mémoire d'une pluralité de modes de répartition préférentielle, chaque mode de répartition préférentielle étant associé à des pourcentages de répartition de la puissance d'actionnement PACT sur les différents équipements de travail 92 dans le second schéma, avec par exemple une répartition comme suit : PACT = PLEV + PDIS + PORIEN ,
    Figure imgb0001
    • avec PLEV=q1.PACT, PDIS=q2.PACT et PORIEN=q3.PACT,
    • où q1, q2 et q3 sont des quantièmes ou pourcentages de répartition, avec q1+q2+q3=1.
  • Chaque mode de de répartition préférentielle est ainsi associé à différents quantièmes ou pourcentages de répartition q1, q2 et q3. Ces modes de répartition sont mis en oeuvre si la puissance d'actionnement PACT est inférieure à la somme des puissances demandées par les équipements de travail 92. En effet, si la puissance d'actionnement PACT est supérieure ou égale à la somme des puissances demandées par les équipements de travail 92, alors tous les équipements de travail 92 peuvent être alimentés à leur pleine puissance.
  • Aussi, le procédé de répartition F peut mettre en œuvre une étape de sélection d'un mode de répartition MREP, ou étape « SELECTION MODE DE REPARTITION », de sorte que l'étape E6-2 ou l'étape E7-2 exécute une répartition de la puissance d'actionnement PACT sur les différents équipements de travail 92 conformément au mode de répartition préférentielle sélectionné.
  • La suite de la description concerne la grue G qui comprend les équipements électriques 9 alimentés électriquement, via le circuit de conversion Q présenté à la figure 8, par la source d'alimentation primaire R apte à fournir la puissance primaire PR et la source d'alimentation secondaire rechargeable B apte à fournir la puissance secondaire PB.
  • Cette grue G comprend :
    • une unité de surveillance M pour surveiller la puissance générale demandée PGEN qui correspond pour rappel à la puissance demandée par l'ensemble des équipements électriques 9 et le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B, et
    • l'unité de contrôle/commande CC raccordée à l'unité de surveillance M et au circuit de conversion Q, et configurée pour mettre en œuvre le procédé P de gestion d'alimentation électrique de la figure 6 précédemment décrit.
  • Il peut y avoir une interface électrique de recharge 22 entre la source d'alimentation primaire R et la source d'alimentation secondaire rechargeable B destinée à adapter la tension fournie par la source d'alimentation primaire R à une tension de recharge de la source d'alimentation secondaire rechargeable B. L'interface électrique de recharge 22 permet de recharger la source d'alimentation secondaire rechargeable B quand la source d'alimentation primaire R est raccordée et que la consommation de puissance électrique de la grue G est inférieure à la puissance primaire PR fournie par la source d'alimentation primaire R.
  • L'unité de contrôle/commande CC est également configurée pour la mise en oeuvre du procédé de répartition F de la figure 7 pour répartir la puissance maximale disponible PMAX sur les équipements électriques 9 de la grue G.
  • Aussi, cette unité de contrôle/commande CC est raccordée, d'une part, à une interface utilisateur INT permettant une sélection entre le mode brut MBRUT et le mode optimisé MOPT et, d'autre part, à un circuit électrique raccordant l'au moins une source d'alimentation aux équipements électriques 9 pour contrôler une répartition de la puissance maximale disponible PMAX selon le mode sélectionné parmi le mode brut MBRUT et le mode optimisé MOPT.
  • Selon une possibilité, la source d'alimentation primaire R délivre une tension d'alimentation primaire de type monophasée ou triphasée, par exemple en 230 ou 400 volts, et le circuit de conversion Q assure une conversion de ladite tension d'alimentation primaire en une tension d'alimentation triphasée. La tension d'alimentation triphasée peut être obtenue en assemblant trois convertisseurs monophasés couplés ou synchronisés ensemble pour générer une tension d'alimentation triphasée.
  • L'unité de surveillance M peut être un microcontrôleur et le circuit de conversion Q peut être un convertisseur électrique AC/AC comprenant un redresseur RECT et un onduleur OND comme le montre la figure 8, le redresseur RECT servant à convertir une tension alternative en provenance de la source d'alimentation primaire R en une tension continue pouvant être injectée à l'entrée d'un composant électrique élévateur TRANS destiné à élever la valeur du signal électrique comme un transformateur électrique par exemple, et l'onduleur OND servant à convertir la tension continue en sortie du composant élévateur TRANS ou bien de la source d'alimentation secondaire rechargeable B en une tension alternative destinée à alimenter un circuit électrique d'interface 20 précédant l'interface utilisateur INT.
  • Selon un mode de réalisation, l'unité de surveillance M sélectionne la source d'alimentation parmi la source d'alimentation primaire R et la source d'alimentation secondaire rechargeable B grâce à une mise en marche ou une mise à l'arrêt d'interrupteurs électriques 10, 11, 12. Les interrupteurs électriques 10, 11, 12 présentés à la figure 8 peuvent désigner des relais électromécaniques par exemple.
  • Si l'interrupteur 10 est fermé, alors on active le transfert de puissance de la source d'alimentation primaire R vers les équipements électriques 9 de la grue G. Si l'interrupteur 11 est fermé, alors on active le transfert de puissance de la source d'alimentation primaire R vers la source d'alimentation secondaire rechargeable B, autrement dit on recharge la source d'alimentation secondaire rechargeable B. Si l'interrupteur 12 est fermé, alors on active le transfert de puissance de la source d'alimentation secondaire rechargeable B vers les équipements électriques 9 de la grue G.
  • Le circuit de conversion Q peut également comprendre au moins un variateur de fréquence non représenté sur la figure 8 ainsi qu'un composant de mesure de courant connecté à la sortie de la source d'alimentation secondaire rechargeable comme un shunt électrique non représenté sur la figure 8.
  • La grue G comprend en outre l'interface utilisateur INT reliée à l'unité de contrôle
    • commande CC pour :
    • sélectionner le sous-mode de gestion parmi les sous-modes de gestion précédemment décrits qui sont le sous-mode automatique « AUTO », le sous-mode économique « ECO » et le sous-mode extrême « EXTR » ;
    • sélectionner entre le mode brut « MBRUT » et le mode optimisé « MOPT » ;
    • sélectionner la classification des équipements accessoires d'utilisateur 94 parmi la classification « non essentielle » et la classification « essentielle » ;
    • sélectionner le schéma de répartition parmi le premier schéma SCH1 et le second schéma SCH2 ;
    • sélectionner un mode de répartition préférentielle parmi les modes de répartition préférentielle stockée dans la mémoire.
  • L'unité de contrôle-commande CC peut être connectée à l'unité de surveillance M par un bus de communication 15 afin que l'unité de contrôle-commande CC puisse en permanence recevoir des informations de grandeurs électriques de la part de l'unité de surveillance M comme une tension d'entrée du redresseur RECT ou bien encore une tension de sortie de l'onduleur OND, afin que l'unité de contrôle-commande CC puisse ajuster des paramètres du circuit de conversion Q tel que la mise en marche ou à l'arrêt des interrupteurs électriques 10, 11, 12 par exemple.
  • L'unité de contrôle-commande CC peut en outre recevoir de la part de l'unité de surveillance M le mode d'alimentation mis en œuvre par le procédé P de gestion d'alimentation électrique ou bien une valeur de la tension d'alimentation primaire.
  • L'unité de contrôle-commande CC peut transférer à l'unité de surveillance M la puissance primaire PR renseignée par un utilisateur dans l'interface utilisateur INT et qui peut être utilisée par l'unité de surveillance M pour le calcul de la puissance maximale disponible PMAX.
  • En outre, selon un mode de réalisation, l'unité de contrôle-commande CC est capable de retrouver le mode d'alimentation mis en œuvre par le procédé P de gestion d'alimentation électrique sur la base de l'état des interrupteurs électriques 10, 11, 12 ou bien sur la base d'une valeur de la tension primaire envoyée par l'unité de surveillance M via le bus de communication 15.
  • Selon une possibilité, l'unité de contrôle-commande CC calcule d'abord la puissance maximale disponible PMAX en fonction de la ou des sources d'alimentation fournissant la puissance électrique, ainsi que du mode d'alimentation mis en œuvre, puis l'unité de contrôle-commande CC gère la répartition de la puissance maximale disponible PMAX sur les différents équipements électriques 9 de la grue G.
  • Selon une possibilité, un utilisateur de la grue G par exemple un pilote de la grue G renseigne la puissance primaire PR, le sous-mode de gestion et un ou plusieurs modes de répartition préférentielle.
  • Selon une possibilité, l'unité de contrôle-commande CC indique à l'utilisateur de la grue G via l'interface utilisateur INT le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B, le mode d'alimentation mis en oeuvre et une information de mise en veille si le système bascule en mode veille.
  • Le niveau de charge NC de la source d'alimentation secondaire rechargeable B est estimé par l'unité de contrôle-commande CC à partir par exemple d'un courant de charge et de décharge de la source d'alimentation secondaire rechargeable B, ainsi, l'unité de contrôle-commande CC peut par exemple connaitre la capacité de la batterie en Ah ou Wh. Un étalonnage peut être réalisé quand la source d'alimentation secondaire rechargeable B est complétement chargée.

Claims (14)

  1. Procédé (P) de gestion d'alimentation électrique pour alimenter électriquement des équipements électriques (9) d'une grue (G), via un circuit de conversion (Q), à partir d'une source d'alimentation primaire (R) apte à fournir une puissance primaire (PR) et d'une source d'alimentation secondaire rechargeable (B) apte à fournir une puissance secondaire (PB), ledit procédé (P) de gestion d'alimentation électrique comprenant une surveillance d'une puissance générale demandée (PGEN) qui correspond à une puissance demandée par l'ensemble des équipements électriques (9), et une surveillance d'un niveau de charge (NC) de la source d'alimentation secondaire rechargeable (B),
    et dans lequel le procédé (P) de gestion d'alimentation électrique met en œuvre, en fonction de ladite puissance générale demandée (PGEN) et dudit niveau de charge (NC), au moins les modes de gestion suivants :
    - un mode de recharge (MCHARG) dans lequel la puissance générale demandée (PGEN) est nulle et la source d'alimentation primaire (R) est disponible et connectée à la source d'alimentation secondaire rechargeable (B) pour la recharger selon son niveau de charge (NC) ;
    - un mode mixte recharge/alimentation (MMIXT) dans lequel la puissance générale demandée (PGEN) est non nulle, et la source d'alimentation primaire (R) est disponible et connectée, d'une part, aux équipements électriques (9) pour les alimenter électriquement et, d'autre part, à la source d'alimentation secondaire rechargeable (B) pour la recharger selon le niveau de charge (NC) ;
    - un mode d'alimentation principale (MPRINC) dans lequel la puissance générale demandée (PGEN) est non nulle, et seule la source d'alimentation primaire est connectée aux équipements électriques (9) pour les alimenter électriquement ;
    - un mode d'alimentation hybride (MHYBR) dans lequel la puissance générale demandée (PGEN) est non nulle, et la source d'alimentation primaire (R) et la source d'alimentation secondaire rechargeable (B) sont toutes deux connectées aux équipements électriques (9) pour les alimenter électriquement ; et
    - un mode d'alimentation autonome (MAUTON) dans lequel la puissance générale demandée (PGEN) est non nulle, et seule la source d'alimentation secondaire rechargeable (B) est connectée aux équipements électriques (9) pour les alimenter électriquement selon le niveau de charge (NC) ;
    dans lequel les équipements électriques (9) sont alimentées par une puissance maximale disponible (PMAX) qui correspond au minimum entre une puissance de conversion maximale (PCONV) et une puissance source (PS), où la puissance de conversion maximale (PCONV) correspond à une puissance maximale pouvant être délivrée en sortie du circuit de conversion (Q) et où la puissance source (PS) correspond à :
    - la somme de la puissance secondaire (PB) et de la puissance primaire (PR) dans le mode d'alimentation hybride (MHYBR),
    - la puissance secondaire (PB) dans le mode d'alimentation autonome (MAUTON);
    - la puissance primaire (PR) dans le mode d'alimentation principale (MPRINC); et
    - la puissance primaire (PR) moins une puissance de recharge (PCH) servant à recharger la source d'alimentation secondaire rechargeable (B) dans le mode mixte recharge/alimentation (MMIXT);
    ledit procédé (P) de gestion d'alimentation étant caractérisé en ce qu'il met en œuvre, dans le mode d'alimentation autonome (MAUTON) et dans le mode d'alimentation hybride (MHYBR), une adaptation de la puissance secondaire (PB) en fonction au moins du niveau de charge (NC), ladite puissance secondaire (PB) étant inférieure ou égale à une puissance maximale secondaire (PBMAX) qui correspond à une puissance maximale pouvant être délivrée par la source d'alimentation secondaire rechargeable (B) ;
    et en ce qu'il met en oeuvre une sélection, dans le mode d'alimentation hybride (MHYBR) et dans le mode d'alimentation autonome (MAUTON), d'un sous-mode de gestion parmi plusieurs sous-modes de gestion comprenant au moins :
    - un sous-mode automatique (AUTO) dans lequel la puissance secondaire (PB) est contrôlée pour correspondre à ka fois la puissance maximale secondaire (PBMAX), où ka est un coefficient qui est inférieur ou égal à 1 et qui diminue avec le niveau de charge (NC) jusqu'à ce que le niveau de charge (NC) passe en-dessous d'un seuil bas (SB) ;
    - un sous-mode économique (ECO) dans lequel la puissance secondaire (PB) est contrôlée pour correspondre à ke fois la puissance maximale secondaire (PBMAX), où ke est un coefficient inférieur à ka et qui diminue avec le niveau de charge (NC) jusqu'à ce que le niveau de charge (NC) passe en-dessous d'un seuil bas (SB).
  2. Procédé (P) de gestion d'alimentation électrique selon la revendication 1, dans lequel :
    - dans le sous-mode automatique (AUTO), le coefficient ka est égal à kamax tant que le niveau de charge (NC) de la source d'alimentation secondaire rechargeable est au-dessus d'un seuil haut (SH), puis le coefficient ka est égal à kamin lorsque le niveau de charge (NC) est compris entre le seuil bas (SB) et le seuil haut (SH), et enfin le coefficient ka est nul lorsque le niveau de charge (NC) de la source d'alimentation secondaire rechargeable est en-dessous du seuil bas (SB), où kamax est supérieur kamin ; et
    - dans le sous-mode économique (ECO), le coefficient ke est égal à kemax tant que le niveau de charge (NC) de la source d'alimentation secondaire rechargeable (B) est au-dessus du seuil haut (SH), puis le coefficient ke est égal à kemin lorsque le niveau de charge (NC) de la source d'alimentation secondaire rechargeable (B) est compris entre le seuil bas (SB) et le seuil haut (SH), et enfin le coefficient ke est nul lorsque le niveau de charge (NC) de la source d'alimentation secondaire rechargeable (B) est en-dessous du seuil bas (SB), où kemax est supérieur kemin, kamax est supérieur à kemax et kamin est supérieur kemin.
  3. Procédé (P) de gestion d'alimentation électrique selon la revendication 2, dans lequel kamax est compris entre 0,8 et 1, kamin est compris entre 0,5 et 0,7, kemax est compris entre 0,6 et 0,8 et kemin est compris entre 0,2 et 0,4.
  4. Procédé (P) de gestion d'alimentation électrique selon les revendications 2 ou 3, dans lequel le seuil bas (SB) est compris entre 5 et 15 % d'une capacité de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable (B) et le seuil haut (SH) est compris entre 40 et 60 % d'une capacité de charge de la source d'alimentation secondaire rechargeable (B).
  5. Procédé (P) de gestion d'alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, dans le mode d'alimentation autonome (MAUTON) et que ce soit dans le sous-mode automatique (AUTO) ou dans le sous-mode économique (ECO), le procédé (P) de gestion d'alimentation électrique passe automatiquement dans un mode de veille (MV) après que le niveau de charge (NC) de la source d'alimentation secondaire rechargeable (B) soit passé en-dessous du seuil bas (SB), où dans le mode de veille (MV) sont alimentés uniquement des équipements de sécurité prédéfinis parmi les équipements électriques (9) pour permettre une mise en sécurité de la grue (G).
  6. Procédé (P) de gestion d'alimentation électrique selon la revendication 5, dans lequel, dans le mode de veille (MV), la puissance secondaire (PB) est contrôlée pour correspondre à la puissance maximale secondaire (PBMAX) afin d'alimenter les équipements de sécurité au moins le temps de la mise en sécurité de la grue (G).
  7. Procédé (P) de gestion d'alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les sous-modes de gestion comprennent également un sous-mode extrême (EXTR) dans lequel la puissance secondaire (PB) correspond à la puissance maximale secondaire (PBMAX) quel que soit la valeur du niveau de charge (NC) de la source d'alimentation secondaire rechargeable (B).
  8. Procédé (P) de gestion d'alimentation électrique selon les revendications 5 et 7, dans lequel, dans le sous-mode extrême (EXTR), lorsque le niveau de charge (NC) de la source d'alimentation secondaire rechargeable (B) est passé en-dessous du seuil bas (SB) alors sont alimentés uniquement les équipements de sécurité pour permettre une mise en sécurité de la grue.
  9. Procédé (P) de gestion d'alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel est mise en œuvre un procédé de répartition de la puissance maximale disponible (PMAX) sur les différents équipements électriques (9), quel que soit le mode de gestion parmi le mode d'alimentation hybride (MHYBR), le mode d'alimentation autonome (MAUTON), le mode d'alimentation principale (MPRINC) et le mode mixte recharge/alimentation (MMIXT).
  10. Procédé (P) de gestion d'alimentation électrique selon la revendication 9, dans lequel le procédé de répartition de la puissance maximale comprend une étape de sélection entre :
    - un mode brut (MBRUT) dans lequel la puissance maximale disponible (PMAX) est répartie sur des équipements d'actionnement (91, 92) prédéfinis et sur des équipements accessoires (93, 94) prédéfinis parmi les équipements électriques (9), les équipements d'actionnement (91, 92) sont définis en fonction d'une configuration de la grue (G); et
    - un mode optimisé (MOPT) dans lequel la puissance maximale disponible (PMAX) est répartie sur les équipements d'actionnement (91, 92) prédéfinis, et aussi sur les équipements accessoires (93, 94) mais en fonction de conditions de coupure associées aux équipements accessoires (93, 94), de sorte que selon leurs conditions de coupure respectives les équipements accessoires (93, 94) sont alimentés ou non.
  11. Procédé (P) de gestion d'alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, lorsque la puissance générale demandée (PGEN) est non nulle, les modes de gestion suivants sont automatiquement mis en œuvre :
    - le mode d'alimentation autonome (MAUTON) est automatiquement mis en œuvre si la source d'alimentation primaire (R) n'est pas disponible ;
    - le mode d'alimentation principale (MPRINC) ou le mode mixte recharge/alimentation (MMIXT) est automatiquement mis en œuvre en fonction du niveau de charge (NC) de la source d'alimentation secondaire rechargeable (B), si la source d'alimentation primaire (R) est disponible et si la puissance générale demandée (PGEN) est inférieure à la puissance primaire (PR) ;
    - le mode d'alimentation hybride (MHYBR) est automatiquement mis en œuvre si la source d'alimentation primaire (R) est disponible et si la puissance générale demandée (PGEN) est supérieure à la puissance primaire (PR).
  12. Grue (G) comprenant des équipements électriques (9) alimentés électriquement, via un circuit de conversion (Q), par une source d'alimentation primaire (R) apte à fournir une puissance primaire (PR) et une source d'alimentation secondaire rechargeable (B) apte à fournir une puissance secondaire (PB) caractérisée en ce que ladite grue (G) comprend une unité de surveillance (M) d'une puissance générale demandée (PGEN) qui correspond à une puissance demandée par l'ensemble des équipements électriques (9) et d'un niveau de charge (NC) de la source d'alimentation secondaire rechargeable (B), et en ce qu'elle comprend une unité de contrôle/commande (CC), raccordée à l'unité de surveillance (M) et au circuit de conversion (Q), et configurée pour mettre en œuvre le procédé (P) de gestion d'alimentation électrique conformément à l'une quelconque des revendications précédentes.
  13. Grue (G) selon la revendication 12 dans laquelle les équipements électriques (9) comprennent des équipements de sécurité configurés pour permettre une mise en sécurité de la grue (G).
  14. Grue (G) selon la revendication 12 ou 13, comprenant en outre une interface utilisateur (INT) reliée à l'unité de contrôle - commande (CC) pour sélectionner, dans le mode d'alimentation hybride (MHYBR), dans le mode d'alimentation autonome (MAUTON), dans le mode d'alimentation principale (MPRINC) et dans le mode mixte recharge/alimentation (MMIXT), un sous-mode de gestion parmi plusieurs sous-modes de gestion du procédé (P) de gestion d'alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 9.
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